DE102006029705B4

DE102006029705B4 - Rohrverbindung und Rohrverbindungssystem mit derartigen Rohrverbindungen

Info

Publication number: DE102006029705B4
Application number: DE102006029705A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Lutzer; Marc Scheel; Christian Wildhagen; Thorsten Otto
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2006-06-28
Filing date: 2006-06-28
Publication date: 2009-08-20
Anticipated expiration: 2026-06-29
Also published as: US20080012295A1; DE102006029705A1; US7850209B2

Abstract

Rohrverbindung zum Verbinden von einem ersten Rohr (1a) mit einem zweiten Rohr (1b), wobei
ein Verbindungsende (A) des ersten Rohrs (1a) und ein Verbindungsende (B) des zweiten Rohrs (1b) ein Drehgelenk bilden,
eine Rotationsachse (4) des Drehgelenks und eine Rohrachse (3a, 3b) des ersten und des zweiten Rohrs (1a, 1b) einen Winkel α bilden, und
das erste Rohr (1a) relativ zu dem zweiten Rohr (1b) von einem ersten Winkel in einen zweiten Winkel verdrehbar ist;
wobei das Verbindungsende (A) des ersten Rohrs (1a) eine Hülse (6a) enthält, die eine Ringnut zur Aufnahme eines Dichtungsrings (7) aufweist;
wobei das Verbindungsende (B) des zweiten Rohrs (1b) eine zylindrische Hülse (6b) aufweist, deren Innendurchmesser auf den Außendurchmesser der Ringnut der Hülse (6a) abgestimmt ist;
wobei eine axiale Sicherung der Rohrverbindung (1) durch einen Sicherungsring (8) erfolgt, der die Hülse (6a) des ersten Rohrs (1a) und die zylindrische...

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrverbindung und ein Rohrverbindungssystem, das derartige Rohrverbindungen verwendet.
Das der Erfindung zugrundeliegende technische Problem ist in 1 gezeigt und besteht darin, zwei Rohranschlüsse, die einen konstanten vertikalen Abstand V und einen variablen horizontalen Abstand H zueinander aufweisen und deren Achsen parallel sind, über eine Rohrverbindung zu verbinden. Dieses Verbindungselement soll bei konstantem vertikalen Abstand V für beliebige horizontale Abstände H zwischen Null und einem Maximalwert einstellbar sein.
Eine bekannte Lösung ist die in 2 dargestellte Kombination aus zwei Kugelgelenken an den Rohranschlüssen, die eine Winkeländerung ermöglichen, und einem Teleskopelement zwischen den Kugelgelenken, das die mit der Winkeländerung einhergehende Längenänderung gewährleistet. Die US 4,776,617 offenbart ein derartiges Teleskopelement. Die DE 1039798 offenbart ein derartiges Kugelgelenk.
Das Kugelgelenk gemäß dem Stand der Technik besteht aus einer aus zwei Teilen zusammengesetzten äußeren Kugelschale und einem in dieser Kugelschale beweglich gelagerten Kugelkopf. Die beiden Teile der äußeren Kugelschale können als Schraubmuffenverbindung oder als verschraubte ringförmige Flansche ausgebildet sein. Die Dichtung zwischen der Kugelschale und dem Kugelkopf erfolgt mit Hilfe eines in einer Nut der Kugelschale oder des Kugelkopfs gelagerten Dichtrings.
3 zeigt eine bekannte Verwendung von Drehgelenken anstelle der Kugelgelenke. In diesem Fall müssen die beiden Rohranschlüsse und die beiden Enden des mittleren mit einem Teleskopelement ausgestatteten Rohrstücks mit 90° Bögen versehen werden. Die 90° Bögen können über bekannte Drehgelenke miteinander verbunden werden.
Beide oben genannten bekannte Ansätze zur Lösung des oben genannten Problems weisen den Nachteil auf, dass der benötigte Einbauraum senkrecht zu der durch die beiden Achsen der zu verbindenden Rohranschlüsse definierten Ebene wesentlich größer als der Durchmesser der Rohre ist.
Im Falle der zuerst genannten Lösung ergibt sich für den größten Außendurchmesser des Kugelgelenks bei größeren einstellbaren Winkeländerungen je nach Bauart mehr als das Zweifache des Rohrdurchmessers. Bei der zuletzt genannten Lösung ist die Achse des mittleren mit einem Teleskopelement ausgestatteten Rohrstücks durch die 90° Bögen seitlich versetzt.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Rohrverbindung, eines Rohrverbindungselements und eines Rohrverbindungssystems mit derartigen Rohrverbindungen und Rohrverbindungselementen, wobei die Nachteile eines großen Einbauraums, wie bei dem Stand der Technik, vermieden wird.
Eine Rohrverbindung gemäß der Erfindung dient zum Verbinden von einem ersten Rohr mit einem zweiten Rohr, wobei ein Verbindungsende des ersten Rohrs und ein Verbindungsende des zweiten Rohrs ein Drehgelenk bilden. Eine Rotationsachse des Drehgelenks und Rohrachsen des ersten und zweiten Rohrs bilden einen Winkel α, wobei das erste Rohr relativ zu dem zweiten Rohr von einem ersten Winkel in einen zweiten Winkel verdrehbar ist.
Gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung ist das Verbindungsende des ersten Rohrs als Hülse ausgebildet, die eine Ringnut zur Aufnahme eines Dichtungsrings aufweist.
Das Verbindungsende des zweiten Rohrs ist als eine zylindrische Hülse ausgebildet, deren Innendurchmesser auf den Außendurchmesser der Ringnut der Hülse abgestimmt ist.
Gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung erfolgt eine axiale Sicherung der Rohrverbindung durch einen Sicherungsring, der die Hülse des ersten Rohrs und die zylindrische Hülse des zweiten Rohrs in Kontakt miteinander hält.
Gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung ist der Sicherungsring C-förmig im Querschnitt ausgebildet. Der Sicherungsring ist beispielsweise zweiteilig und die Hälften sind über Schrauben und Mutter miteinander befestigt.
Gemäß einer anderen Weiterentwicklung der Erfindung ist der Sicherungsring H-förmig und zweiteilig ausgebildet, wobei die Hälften über Schlauchschellen miteinander befestigt sind.
Gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung ist der Winkel β zwischen den Rohrachsen des ersten und zweiten Rohrs von dem Winkel 0° bis zu einem Winkel 2α einstellbar, indem die Rohre um 180° relativ zueinander verdreht werden.
Gemäß einer anderen Weiterentwicklung der Erfindung sind die Verbindungsenden des ersten Rohrs und des zweiten Rohrs jeweils im Bereich der Rotationsebene kugelförmig aufgeweitet.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung dient ein Rohrverbindungselement zum Verbinden eines ersten Rohrs mit einem zweiten Rohr, wobei ein Rohrende des ersten Rohrs aufgeweitet ist, so dass ein Rohrende des zweiten Rohrs in diese Aufweitung hineingesteckt werden kann, wobei ein Außendurchmesser des Rohrendes des zweiten Rohrs an einen Innendurchmesser des Rohrendes des ersten Rohrs angepasst ist und die beiden Rohre relativ zueinander teleskopartig verschiebbar sind.
Gemäß einer Weiterentwicklung des Rohrverbindungselements sind die Rohrenden über ein Abdichtelement nach außen abgedichtet.
Gemäß einer anderen Weiterentwicklung des Rohrverbindungselements ist das Abdichtelement ein Schlauchstück.
Gemäß einer noch anderen Weiterentwicklung der Erfindung ist ein Dichtungskörper zwischen dem ersten Rohr und dem zweiten Rohr angeordnet.
Zur Lösung des oben unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen Problems wird gemäß der Erfindung ein Rohrverbindungssystem bereitgestellt, das mindestens zwei oben genannte Rohrverbindungen und mindestens ein Rohrverbindungselement über das die Rohrverbindungen miteinander in Verbindung sind, enthält.
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die beigefügten 4 bis 8 bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. In den Figuren werden gleiche Bezugszeichen für gleiche oder entsprechende Komponenten verwendet. Es zeigen:
4 eine schematische Teilansicht einer Rohrverbindung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
5 eine detailliertere Ansicht der Rohrverbindung gemäß 4;
6A und B die Rohrverbindung gemäß 4 in einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung;
7 eine Querschnittsteilansicht eines Rohrverbindungselements gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel; und
8 ein Rohrverbindungssystem gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
4 zeigt eine Rohrverbindung 1 gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Rohrverbindung 1 dient zum Verbinden eines ersten Rohrs 1a mit einem zweiten Rohr 1b. Ein Verbindungsende A des ersten Rohrs 1a und ein Verbindungsende B des zweiten Rohrs 1b bilden ein Drehgelenk in platzsparender Bauweise.
Wie in 4 gezeigt, hat das erste Rohr 1a eine Rohrachse 3a und das zweite Rohr 1b eine Rohrachse 3b. Das erste Rohr 1a und das zweite Rohr 1b sind derart miteinander verbunden, dass die Rohrachsen 3a, 3b und eine Rotationsachse 4 des Drehgelenks einen Winkel α bilden.
Das erste Rohr 1a ist innerhalb einer Rotationsebene 5 relativ zu dem zweiten Rohr 1b verdrehbar. Ein Schnitt der Rotationsebene 5 mit einem zylindrischen Rohr unter dem Winkel α ergibt eine Ellipse. Damit die beiden zu verbindenden Rohre 1a und 1b gegeneinander verdreht werden können, müssen diese im Bereich der Rotationsebene 5 kugelförmig aufgeweitet sein, so dass der Schnitt dieser Ebene mit den aufgeweiteten Rohrenden 2a und 2b des ersten und des zweiten Rohrs 1a und 1b kreisförmig wird.
5 zeigt eine detailliertere Ansicht des gebildeten Drehgelenks gemäß 4.
Wie in 5 gezeigt, ist das Verbindungsende A des ersten Rohrs 1a mit einer Hülse 6a versehen, die eine Ringnut zur Aufnahme eines Dichtungsrings 7 aufweist. Das Verbindungsende B des zweiten Rohrs 1b ist als zylindrische Hülse 6b ausgeführt, deren Innendurchmesser auf den Außendurchmesser der Ringnut von der Hülse 6a abgestimmt ist, und die über diese Ringnut und den Dichtring 7 geschoben wird. Die axiale Sicherung kann beispielsweise gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel durch einen Sicherungsring 8 mit C-förmigem Querschnitt erfolgen, der zweiteilig ist und dessen Hälften durch Schrauben und Mutter (nicht gezeigt) miteinander verbunden sind. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Querschnitt des zweigeteilten Sicherungsrings H-förmig auszuführen und die beiden Hälften mit einer Schlauchschelle zu verbinden.
Die 6A und 6B zeigen die Rohrverbindung gemäß 4 in einem ersten Zustand (6A) und in einem zweiten Zustand (6B).
Ausgehend von der Ursprungslage in 6A kann ein Winkel β, wie in 6B gezeigt, zwischen den Rohrachsen 3a und 3b des ersten Rohrs 1a und des zweiten Rohrs 1b zwischen 0° und maximal 2α verstellt werden, indem die beiden Rohre um maximal 180° gegeneinander verdreht werden. Die Konfiguration für den größten einstellbaren Winkel 2α ist in 6B dargestellt.
7 zeigt ein Rohrverbindungselement 10 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Das Rohrverbindungselement 10 ist als ein Teleskopelement ausgebildet, das ein erstes Rohrende 11a eines ersten Rohrs 61 mit einem zweiten Rohrende 11b eines zweiten Rohrs 60 verbindet. Wie in 7 gezeigt, ist das Rohrende 11b auf einer bestimmten Länge aufgeweitet, so dass das Rohrende 11a in dieses hineingesteckt werden kann. Der Außendurchmesser des inneren Rohrendes 11a und der Innendurchmesser des äußeren Rohrendes 11b sind so aufeinander abgestimmt, dass beide Rohrenden gegeneinander verschiebbar sind, wie durch den Pfeil C angedeutet. Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Rohrverbindungselements 10 erfolgt eine Abdichtung durch ein Schlauchstück 12, das über das Rohrverbindungselement 10 geschoben und an beiden Enden mit Schlauchschellen 13 auf den Rohrenden 11a, 11b jeweils befestigt wird. Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung eines Dichtungskörpers zwischen dem inneren und dem äußeren Rohr 11a, 11b.
8 zeigt ein Rohrverbindungssystem, das die oben beschriebene Rohrverbindung und das Rohrverbindungselement verwendet, um Rohre miteinander zu verbinden.
Wie in 8 enthält das Rohrverbindungssystem vier Rohrverbindungen 20, 30, 40, 50, und ein Rohrverbindungselement 10. Die Rohrverbindungen 30 und 40 weisen einen konstruktiven Aufbau auf, wie er unter Bezugnahme auf die 4 bis 6 beschrieben wurde. Die Rohrverbindungen 20 und 50 können prinzipiell genauso aufgebaut sein, allerdings ist hier der Winkel α zwischen der Drehachse und der Rohrachse gleich Null.
Der Aufbau des teleskopartigen Rohrverbindungselements 10 ist der gleiche, wie unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. Die Anpassung der Konfiguration an einen anderen horizontalen Abstand H der zu verbindenden Rohranschlüsse kann dadurch erfolgen, dass an den Drehgelenken 30, 40 (Rohrverbindungen) die Rohrstücke so weit gegeneinander verdreht werden, bis der korrekte Winkel eingestellt ist. Zur Vereinfachung der Winkeleinstellung kann an den Drehgelenken eine Skalierung angebracht werden. Zur Längenverstellung des teleskopartigen Rohrverbindungselements 10 ist nur das Lösen der Schlauchschellen 13, wie in 7 gezeigt, erforderlich.
Obwohl die Erfindung im Vorangegangenen unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist es selbstverständlich, dass Abwandlungen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise können mehrere Rohrstücke, als in 8 gezeigt, in der beschriebenen Art und Weise miteinander verbunden werden.

Claims

Rohrverbindung zum Verbinden von einem ersten Rohr (1a) mit einem zweiten Rohr (1b), wobei ein Verbindungsende (A) des ersten Rohrs (1a) und ein Verbindungsende (B) des zweiten Rohrs (1b) ein Drehgelenk bilden, eine Rotationsachse (4) des Drehgelenks und eine Rohrachse (3a, 3b) des ersten und des zweiten Rohrs (1a, 1b) einen Winkel α bilden, und das erste Rohr (1a) relativ zu dem zweiten Rohr (1b) von einem ersten Winkel in einen zweiten Winkel verdrehbar ist; wobei das Verbindungsende (A) des ersten Rohrs (1a) eine Hülse (6a) enthält, die eine Ringnut zur Aufnahme eines Dichtungsrings (7) aufweist; wobei das Verbindungsende (B) des zweiten Rohrs (1b) eine zylindrische Hülse (6b) aufweist, deren Innendurchmesser auf den Außendurchmesser der Ringnut der Hülse (6a) abgestimmt ist; wobei eine axiale Sicherung der Rohrverbindung (1) durch einen Sicherungsring (8) erfolgt, der die Hülse (6a) des ersten Rohrs (1a) und die zylindrische Hülse (6b) des zweiten Rohrs (1b) aneinander fixiert; und wobei ein Sicherungsring (8) einen C-förmigen Querschnitt aufweist.
Rohrverbindung nach Anspruch 1, wobei der Sicherungsring (8) zweiteilig ist und die Hälften über Schrauben und Mutter miteinander befestigt sind.
Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei der Winkel β zwischen den Rohrachsen (3a, 3b) des ersten Rohrs (1a) und des zweiten Rohrs (1b) von dem Winkel 0° zu einem Winkel von max. 2α einstellbar ist, indem die Rohre (1a; 1b) um max. 180° relativ zueinander verdreht werden.
Rohrverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Verbindungsenden (A, B) des ersten Rohrs (1a) und des zweiten Rohrs (1b) jeweils in Bereichen (2a, 2b) der Rotationsebene 5 kugelförmig aufgeweitet sind.
Rohrverbindungselement zum Verbinden eines eines ersten Rohrs (60) mit einem zweiten Rohr (61), wobei ein Rohrende (11b) des ersten Rohrs (60) aufgeweitet ist, so dass ein Rohrende (11a) des zweiten Rohrs (61) in diese Aufweitung hineingesteckt werden kann, wobei ein Außendurchmesser des Rohrendes (11a) des zweiten Rohrs (61) an einen Innendurchmesser des Rohrendes (11b) des ersten Rohrs (60) angepasst ist und die beiden Rohre (60, 61) relativ zueinander teleskopartig verschiebbar sind; wobei eine Abdichtung durch ein Schlauchstück (12), das über das Rohrverbindungselement (10) geschoben und an beiden Enden mit Schlauchschellen (13) auf den Rohrenden (11a, 11b) jeweils befestigt wird, erfolgt.
Rohrverbindungselement nach Anspruch 5, wobei die Rohrenden (11a, 11b) über ein Abdichtelement (12) nach außen abgedichtet sind.
Rohrverbindungselement nach Anspruch 6, wobei das Abdichtelement (12) ein Schlauchstück ist.
Rohrverbindungselement nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei ein Dichtungskörper zwischen dem ersten Rohr (60) und dem zweiten Rohr (61) angeordnet ist.
Rohrverbindungssystem enthaltend zwei Rohrverbindungen (30, 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und ein Rohrverbindungselement (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei die Rohrverbindungen (30, 40) über das Rohrverbindungselement (10) miteinander verbunden sind.