CH640928A5

CH640928A5 - EXPANSION COMPENSATOR.

Info

Publication number: CH640928A5
Application number: CH704379A
Authority: CH
Inventors: Roland Kuschel
Original assignee: Witzenmann Metallschlauchfab
Priority date: 1978-11-09
Filing date: 1979-07-31
Publication date: 1984-01-31
Also published as: GB2034843A; GB2034843B; FR2441120B1; IT1122640B; NL7906228A; FR2441120A1; NL181681B; IT7924708A0; DE2848561C2; NL181681C; DE2848561A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Kompensator für hohe Belastung, bestehend aus zumindest einem Balgkörper und zwei endständigen Anschlussstücken, wobei die Anschlussstücke jeweils eine sie umgebende, quer angeordnete Platte aufweisen, und die Platten durch beidseits des B algkörpers laufende Zuganker beweglich miteinander verbunden sind, wozu die Zuganker jeweils aus mehreren, gelenkig verbundenen Teilen bestehen und an ihren Enden in entsprechenden Öffnungen der Platten festgelegt sind. The invention relates to a compensator for high loads, consisting of at least one bellows body and two terminal connection pieces, the connection pieces each having a transversely arranged plate surrounding them, and the plates being movably connected to one another by tie rods running on both sides of the bellows body, for which purpose the tie rods each consist of several, articulated parts and are fixed at their ends in corresponding openings in the plates.

Je nach der Ausbildung der Zuganker und ihrer Anlenkung an den Platten handelt es sich dabei um Lateral- oder Angularkom-pensatoren. Bei Lateralkompensatoren sind die Zuganker in der leichteren Bauform für niedere Drücke und Temperaturen an ihren überstehenden Enden unter Zwischenlage von Kugelscheiben durch aufgeschraubte Muttern festgelegt. Muss der Kompensator für höhere Belastungen ausgelegt werden, so müssen die Enden der Zuganker in die entsprechenden Öffnungen der Platten eingeschweisst werden. Bei kleinen Ankerquerschnitten genügt eine Schweissnaht zum Übertragen der Zugkräfte. Müssen jedoch zur Erhöhung der Belastbarkeit Zuganker mit grösserem Querschnitt verwendet werden, so müssen mehrere Lagen von Hand übereinandergeschweisst werden, was zeitraubend und teuer ist. Dieselbe Problematik besteht auch bei Angular-kompensatoren. Depending on the design of the tie rods and their articulation on the plates, these are lateral or angular expansion joints. In the case of lateral expansion joints, the tie rods in the lighter design for low pressures and temperatures are fixed at their projecting ends with the interposition of spherical washers by means of screwed-on nuts. If the compensator has to be designed for higher loads, the ends of the tie rods must be welded into the corresponding openings in the plates. With small anchor cross sections, a weld seam is sufficient to transmit the tensile forces. However, if tie rods with a larger cross-section have to be used to increase the load-bearing capacity, several layers have to be welded by hand, which is time-consuming and expensive. The same problem also exists with angular compensators.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfache und kostengünstige Lösung zu finden, um bei Kompensatoren für sehr hohe Belastung das bisher notwendige Schweissverfahren zur Verbindung der Zuganker mit den Platten zu vermeiden bzw. zumindest entscheidend zu verringern. The present invention is therefore based on the object of finding a structurally simple and inexpensive solution in order to avoid or at least decisively reduce the previously necessary welding method for connecting the tie rods to the plates in compensators for very high loads.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Zuganker mit ihrem gelenkseitigen Ende von der dem Balg abgewandten Seite her durch die Öffnungen der Platten hindurchsteckbar sind und dass das andere Ende der Zuganker eine hammerähnliche Erweiterung aufweist, an der sich die Zuganker an der dem Balgkörper abgewandten Seite der Platten abstützen. According to the invention, this object is achieved in that the tie rods with their joint-side end can be pushed through the openings of the plates from the side facing away from the bellows, and in that the other end of the tie rods has a hammer-like extension on which the tie rods turn away from the bellows body Support the side of the plates.

Durch die erfindungsgemässe Ausbildung ergibt sich auf überraschend einfache Weise eine wirkungsvolle, stabile Abstützung der Zuganker an ihren Platten, wobei das bisher notwendige Verschweissen total entfallen kann, so dass sich die Montage ausserordentlich vereinfacht. Zugleich ergibt sich auch eine sehr kostengünstige Herstellung der Zuganker, denn die hammerähnliche Erweiterung kann einstückig ausgebildet und in ein und demselben Arbeitsgang mit der Formung der Zuganker angebracht werden. Der seitliche Überstand der hammerähnlichen Erweiterung richtet sich nach der Grösse der aufzunehmenden Kräfte. Er kann allseits oder vorzugsweise nur an den Schmalseiten der Zuganker vorgesehen werden. Die Anordnung der Überstände an den Schmalseiten hat den Vorteil, dass die Zuganker mitsamt ihrer Erweiterung durch Ausbrennen hergestellt werden können. Je nachdem, ob es sich um einen Angular-oder Lateralkompensator handelt, werden die in die Platten eingeschobenen Zuganker entweder mittig durch einen Querbolzen miteinander verbunden oder aber über zwei solcher Querbolzen an jeweils ein Zwischenstück angelenkt. The design according to the invention results in a surprisingly simple manner in an effective, stable support of the tie rods on their plates, wherein the previously required welding can be totally eliminated, so that the assembly is extremely simplified. At the same time, there is also a very cost-effective production of the tie rods, because the hammer-like extension can be formed in one piece and attached in one and the same operation with the forming of the tie rods. The side projection of the hammer-like extension depends on the size of the forces to be absorbed. It can be provided on all sides or preferably only on the narrow sides of the tie rods. The arrangement of the protrusions on the narrow sides has the advantage that the tie rods together with their extension can be produced by burning out. Depending on whether it is an angular or lateral compensator, the tie rods inserted into the plates are either connected to one another in the middle by a cross bolt or are articulated to an intermediate piece via two such cross bolts.

Zweckmässigerweise weisen die einzelnen Zugankerteile einen rechteckigen Querschnitt auf, wie an sich bekannt. Die zugehörigen Öffnungen in den Platten sind zweckmässigerweise ausgebrannte Rechteckschlitze. The individual tie rod parts expediently have a rectangular cross section, as is known per se. The associated openings in the plates are expediently burned-out rectangular slots.

Bei Angularkompensatoren ist es vorteilhaft, dass die Zuganker auf einer Gelenkseite jeweils aus zwei gleichartigen Stäben bestehen, deren Gesamtfestigkeit etwa der Festigkeit des einteiligen Zugankers an der anderen Gelenkseite entspricht, wobei der einteilige Zuganker zwischen die beiden gleichartigen Stäbe hineinläuft. Dadurch ist zum einen eine sehr einfache Ausbildung des Gelenkes ermöglicht. Zum anderen kann man beide Platten mit derselben Schablone ausbrennen. In angular expansion joints, it is advantageous that the tie rods on one joint side each consist of two identical rods, the overall strength of which corresponds approximately to the strength of the one-piece tie rod on the other joint side, the one-piece tie rod running between the two identical rods. On the one hand, this enables a very simple design of the joint. On the other hand, you can burn out both plates with the same template.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen; dabei zeigt: Further details of the invention emerge from the following description of two exemplary embodiments; shows:

Fig. 1 einen erfindungsgemässen Angularkompensator in der Seitenansicht; 1 shows an angular compensator according to the invention in side view;

Fig. 2 die Einzelheit X in vergrösserter Darstellung, jedoch um 90° gedreht; Figure 2 shows the detail X in an enlarged view, but rotated by 90 °.

Fig. 3 eine Draufsicht auf die obere Platte des Kompensators in Fig. 1 und Fig. 3 is a plan view of the top plate of the compensator in Fig. 1 and

Fig. 4 einen erfindungsgemässen Lateralkompensator, teilweise geschnitten. Fig. 4 shows a lateral compensator according to the invention, partially cut.

Der Angularkompensator gemäss Fig. 1 besteht aus einem Balgkörper 1 mit zwei zylindrischen Anschlussstücken 2 und 3. Auf den Balganschlussstücken sitzt jeweils eine Platte 4 bzw. 5. Jede Platte ist mit dem zugehörigen Anschlussstutzen ver-schweisst und weist eine etwa ovale Aussenkontur auf, vgl. Fig. 1 consists of a bellows body 1 with two cylindrical connecting pieces 2 and 3. A plate 4 or 5 is seated on the bellows connecting pieces. Each plate is welded to the associated connecting piece and has an approximately oval outer contour, cf. . Fig.

3. 3rd

Die schwenkbare Verbindung der beiden Platten erfolgt über gleichartige Zuganker, die beidseits des Balges 1 angeordnet sind. Sie bestehen jeweils aus einem relativ dicken Stab 6 und zwei weniger dicken Stäben 7 und 8, wobei der dickere Stab 6 zur einen Platte 5, die beiden dünneren Stäbe 7 und 8 zur anderen Platte 4 laufen. In der Mitte zwischen den beiden Platten 4 und 5 überlappen sich die Stäbe, wobei der Stab 6 zwischen den beiden dünneren Stäben 7 und 8 angeordnet ist. Die Stäbe sind dort durch einen Querbolzen 9 schwenkbar miteinander verbunden. Am anderen Ende weisen die Stäbe jeweils eine hammerähnliche Erweiterung 6a, 7a bzw. 8a auf, mit der sie sich an der dem Balg 1 abgewandten Seite der Platten 4 bzw. 5 abstützen. The pivotable connection of the two plates takes place via similar tie rods which are arranged on both sides of the bellows 1. They each consist of a relatively thick rod 6 and two less thick rods 7 and 8, the thicker rod 6 running to one plate 5, the two thinner rods 7 and 8 to the other plate 4. The rods overlap in the middle between the two plates 4 and 5, the rod 6 being arranged between the two thinner rods 7 and 8. The rods are pivotally connected to one another there by a cross bolt 9. At the other end, the rods each have a hammer-like extension 6a, 7a and 8a, with which they are supported on the side of the plates 4 and 5 facing away from the bellows 1.

Da beide Platten und die beiden Zuganker um 180° verdreht sind, ist auf jeder Platte einerseits ein dicker Stab 6 oder 6', andererseits zwei dünnere Stäbe7 und 8 bzw. 7' und 8' festgelegt, d.h. die Platten 4 und 5 können die identische Form aufweisen und ihre Schlitze 10 bis 12 zum Durchstecken der Stäbe 6 bis 8 können mit einer Schablone ausgebrannt werden. Since both plates and the two tie rods are rotated by 180 °, a thick rod 6 or 6 'is fixed on each plate on the one hand, and two thinner rods 7 and 8 or 7' and 8 'on the other hand, i.e. the plates 4 and 5 can have the identical shape and their slots 10 to 12 for inserting the rods 6 to 8 can be burned out with a template.

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

640 928 640 928

Fig. 2 zeigt die hammerartige Erweiterung an den Enden der Zuganker am Beispiel des Stabes 6. Die hammerartige Erweiterung 6a liegt plan an der Platte 5 an, damit eine beanspruchungsarme Kraftübertragung zwischen Zuganker und Platte sichergestellt ist. Ausserdem kann der Zuganker zweckmässigerweise 5 unmittelbar oder über seine Erweiterung mit der Platte ver-schweisst werden, wobei die Schweissnaht nur noch eine verputzende, keine tragende Funktion hat und zugleich die ausgebrannten Schlitze gegen Korrosion schützt. Fig. 2 shows the hammer-like extension at the ends of the tie rods using the example of the rod 6. The hammer-like extension 6a lies flat against the plate 5, so that low-stress power transmission between the tie rod and plate is ensured. In addition, the tie rod can expediently be welded to the plate either directly or via its extension, the weld seam only serving as a plastering, not load-bearing function and at the same time protecting the burnt-out slots against corrosion.

Fig. 4 zeigt einen erfindungsgemässen Lateralkompensator. Er10 besteht aus zwei Bälgen la und lb, die über ein Rohrstück 13 miteinander verbunden sind. An ihren äusseren Enden ist jeweils ein Anschlussstutzen 14 bzw. 15 angeordnet. Jeder Anschlussstutzen trägt wie in Fig. 1 eine Platte 16 bzw. 17, die die in Fig. 3 gezeigte Form hat. Wegen der anderen Ausbildung der Zugan- 15 ker ist hier jedoch jeweils beidseits ein Schlitz für die Zuganker angeordnet. Die Zuganker bestehen je aus zwei mittleren Stäben 18, von denen der innen liegende zweifach das Rohrstück 13 abstützt und die an ihren beiden Enden über Querbolzen 19 und 20 an jeweils einem Stab 21 und 22 angelenkt sind. Diese Stäbe 20 bilden die Enden des Zugankers und stützen sich über ihre hammerähnliche Erweiterung 21a bzw. 22a an der den Bälgen abgewandten Plattenseite ab, wie dies in Fig. 2 bereits erläutert worden ist. 4 shows a lateral compensator according to the invention. It consists of two bellows la and lb, which are connected to one another via a pipe section 13. At their outer ends, a connecting piece 14 or 15 is arranged. As in FIG. 1, each connecting piece carries a plate 16 or 17, which has the shape shown in FIG. 3. Because of the different design of the tie rods, a slot for the tie rods is arranged here on both sides. The tie rods each consist of two central rods 18, of which the inner one supports the tube piece 13 twice and which are articulated at their two ends via cross bolts 19 and 20 to a rod 21 and 22, respectively. These rods 20 form the ends of the tie rod and are supported by their hammer-like extensions 21a and 22a on the plate side facing away from the bellows, as has already been explained in FIG. 2.

Die Montage der erfindungsgemässen Kompensatoren erfolgt jeweils derart, dass die Stäbe 6 bis 8 bzw. 21 und 22 mit ihrem gelenkseitigen Ende von der dem Balg abgewandten Seite her durch die Öffnungen der Platten hindurchgesteckt werden und dass die gelenkseitigen Enden sodann durch z.B. Querbolzen entweder direkt miteinander oder mit Zwischenstäben 18 schwenkbar verbunden werden. The expansion joints according to the invention are each installed in such a way that the ends of rods 6 to 8 or 21 and 22 are inserted through the openings of the plates from the side facing away from the bellows, and that the ends of the joints are then replaced by e.g. Cross bolts are connected either directly to one another or pivotably with intermediate rods 18.

Die erfindungsgemässen Kompensatoren lassen sich in einer grossen Zahl von Anwendungsgebieten vorteilhaft und wirkungsvoll einsetzen. So z. B. im Rohrleitungsbau zur Aufnahme von Dehnungen wärme- und kälteführender Leitungen, als elastische Verbindung in durch Bodensenkung oder Gebäudever-setzung gefährdeten Leitungen, als Ausbaustück, als Kammer-Kompensator in Mantelrohrleitungen. The compensators according to the invention can be used advantageously and effectively in a large number of fields of application. So z. B. in pipeline construction to absorb expansions of heat and cold pipes, as an elastic connection in pipes at risk of subsidence or building displacement, as an expansion piece, as a chamber compensator in jacket pipes.

Weitere Anwendungsformen für die erfindungsgemässen Kompensatoren liegen im Maschinen- und Apparatebau, bei Druckkesseln in Reaktoren. Auch bei elastisch gelagerten oder empfindlichen Apparaturen, wie Motoren, Pumpen, Kompressoren, Turbinen, Generatoren, lassen sich diese Kompensatoren zur Aufnahme von Schwingungen und zur Erzielung weitgehend spannungsfreier Anschlüsse einsetzen. Further forms of application for the compensators according to the invention are in machine and apparatus construction, in pressure vessels in reactors. These compensators can also be used to absorb vibrations and to achieve largely stress-free connections in elastically mounted or sensitive equipment such as motors, pumps, compressors, turbines, generators.

In Vakuum-, Druck- und Säureventilen lassen sie sich auch zur stopfbüchsenlosen Abdichtung der Spindel verwenden. In vacuum, pressure and acid valves they can also be used to seal the spindle without a gland.

M M

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

640 928. PATENT CLAIMS

1.Compensator for high loads, consisting of at least one bellows body and two terminal connection pieces, the connection pieces each having a transversely arranged plate surrounding them and the plates being movably connected to one another by tie rods running on both sides of the bellows body, for which purpose the tie rods each consist of several there are articulated parts and are fixed at their ends in corresponding openings in the plates, characterized in that the tie rods (6 to 8; 21 and 22) have their articulated end through from the side facing away from the bellows body (1, la, lb) the openings (10 to 12) of the plates (4, 5, 16, 17) can be pushed through and that the other end of the tie rods has a hammer-like extension (6a, 7a, 8a, 21a, 22a) with which the tie rods can be attached to the Support the side of the plates facing away from the bellows body.

2. Compensator according to claim 1, characterized in that the tie rods have a rectangular cross section and the openings (10 to 12) in the plates (4,5,16,17) are burned-out rectangular slots.

3. Compensator according to claim 1 or 2, characterized in that the hammer-like extension (6a, 7a, 8a, 21a, 22a) only protrudes on the narrow sides of the tie rods.

4. compensator for angular compensation according spoke 1 or 2, characterized in that the tie rods on one joint side each consist of two identical rods (7,8), the overall strength of which corresponds approximately to the strength of a one-piece rod (6) on the other joint side.

5. Compensator according to claim 4, characterized in that the plates (4, 5) have the same shape.