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Die
Erfindung betrifft eine Kapselungsgehäuseanordnung mit
einem ersten und einem zweiten Rohrabschnitt, welche beabstandet
zueinander angeordnet und relativ zueinander bewegbar sind und zwischen
denen sich ein von einem Dichtelement fluiddicht überbrückter
Fügespalt erstreckt.
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Eine
derartige Kapselungsgehäuseanordnung ist beispielsweise
aus der Patentschrift
DE
198 15 151 C1 bekannt. Dort sind zwei Rohrabschnitte beabstandet
zueinander angeordnet, wobei die Rohrabschnitte relativ zueinander
bewegbar sind. Zwischen den Rohrabschnitten ist ein Fügespalt
gebildet. Als Dichtelement ist ein Faltenbalg vorgesehen, welcher
unter Einbeziehung eines Schottisolators den zwischen den beiden
Rohrabschnitten gebildeten Fügespalt fluiddicht überbrückt.
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Die
Rohrabschnitte weisen zur Koppelung mit dem Dichtelement Ringflansche
auf, welche jeweils an einer äußeren Mantelfläche
umlaufend angeordnet sind. In den Ringflanschen sind Ausnehmungen
angeordnet, in welche Bolzen eingesetzt sind, um das Dichtelement
respektive den Schottisolator gegen Flanschflächen zu pressen.
Um eine Bewegbarkeit zwischen den Rohrabschnitten sicher zu stellen
und zusätzlich eine gewisse Kraftübertragung zwischen
diesen zu ermöglichen, ist weiterhin ein federbelastetes
Verspannelement vorgesehen, welches zusätzlich an den Ringflanschen
verschraubt ist. Eine Relativbewegung der Rohrabschnitte zueinander
erfolgt gegen die Kräfte des federbelasteten Verspannelementes.
Das federbelastete Verspannelement vergrößert
den Bereich zwischen den Rohrabschnitten in radialer Richtung zusätzlich.
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Somit
ergibt sich als Aufgabe der Erfindung eine Kapselungsgehäuseanordnung
anzugeben, welche bei verringertem Umfang eine möglichst leichtgängige
relative Bewegung zwischen den Rohrabschnitten ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird
dies bei einer Kapselungsgehäuseanordnung der eingangs
genannten Art dadurch gelöst, dass das Dichtelement einen Muffekörper
mit den Muffenkörper abschließenden relativ zueinander
bewegbaren Muffenschultern aufweist.
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Durch
die Muffenschultern ist der Muffenkörper jeweils begrenzt. Über
die Muffenschultern kann vorteilhafterweise ein definierter Abschluss
zwischen dem Muffenkörper sowie den Rohrabschnitten ausgebildet
werden. Die Muffenschultern können vorteilhaft in axialer
Richtung jeweils endseitig angeordnet sein. Durch eine relative
Bewegbarkeit der Muffenschultern zueinander kann der Muffenkörper
relative Bewegungen zwischen den Rohrabschnitten zumindest teilweise
ausgleichen. Um eine Relativbewegung zwischen den Muffenschultern
des Muffenkörpers zu ermöglichen, können
Bereiche des Muffenkörpers längenveränderlich
ausgestaltet sein.
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Es
ist weiter möglich, dass der Muffenkörper in seinem
Inneren ein Volumen zur Aufnahme von Fluiden aufweist. Über
den Fügespalt kann das Volumen des Muffenkörpers
zur Aufnahme von Fluiden mit einem Innern der Rohrabschnitte vorgesehenen Volumen
zur Aufnahme des Fluides verbunden sein. Dadurch ist es möglich,
dass ein Fluidaustausch zwischen dem Innern der Rohrkörper
und dem Volumen zur Aufnahme des Fluides in dem Muffenkörper
erfolgt. Durch eine relative Bewegbarkeit der Muffenschultern zueinander
kann weiter vorgesehen sein, dass das Volumen zur Aufnahme des Fluids
an dem Muffenkörper veränderlich ist. Dabei kann
zwischen einer Änderung des Volu mens, welches von den Rohrabschnitte
zumindest teilweise begrenzt ist, und dem Volumen zur Aufnahme des
Fluids des Muffenkörpers eine Proportionalität
vorgesehen sei. Insbesondere kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass
eine umgekehrte Proportionalität zwischen den Volumenänderungen
herrscht. In dem Maße, wie sich das Volumen zur Aufnahme
des Fluids des Muffenkörpers verringert, vergrößert
sich das von den Rohrabschnitten in ihrem Inneren zumindest teilweise
begrenzte Volumen. Umgekehrt ist bei einer Verringerung des im Innern
der Rohrabschnitte vorgesehenen Volumens eine proportionale Vergrößerung
des im Muffenkörper zur Verfügung stehenden Volumens zur
Aufnahme eines Fluides vorteilhaft.
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Somit
ist das Volumen des Muffenkörpers Teil eines Kapselungsgehäuses,
welches auch zumindest teilweise von den Rohrabschnitten begrenzt ist.
Neben dem Muffenkörper und den Rohrabschnitten können
auch weitere Baugruppen eine Begrenzung dieses Kapselungsgehäuses
bewirken. Weitere Baugruppen können beispielsweise Schottisolatoren, Blinddeckel,
Stopfen usw. sein. Bei dem Vorsehen einer umgekehrten Proportionalität
der Volumenänderung von dem durch die Rohrkörper
zumindest teilweise begrenzten Volumens des Kapselungsgehäuses
und dem durch den Muffenkörper zur Verfügung gestellten
Volumen zur Aufnahme des Fluids ist das absolute Volumen des Kapselungsgehäuses
als annähernd konstant anzusehen. Dadurch ist es vorteilhaft
möglich, dass Kapselungsgehäuse mit einer begrenzten
Menge eines Isolierfluides, beispielsweise eines Isoliergases oder
einer Isolierflüssigkeit, zu befüllen und dieses
mit einem bestimmten Druck zu beaufschlagen. Da eine Volumenänderung
eines Abschnittes des Kapselungsgehäuses eine entgegengesetzte
Volumenänderung eines anderen Abschnittes des Kapselungsgehäuses
zur Folge hat, kann das Isolierfluid entsprechend überströmen,
so dass eine annähernd konstante Druckbeaufschlagung des Isolierfluids
zu verzeichnen ist.
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Weiter
kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Muffenkörper
fluiddicht zumindest teilweise an Mantelflächen der Rohrkörper
anliegt.
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Bei
der Verwendung von Rohrabschnitten sollten diese eine möglichst
hohlzylindrische Struktur mit kreisförmigem Querschnitt
aufweisen und sich jeweils um eine Rohrachse rotationssymmetrisch
ausdehnen. Vorteilhaft ist es dabei, wenn die beiden Rohrabschnitte
koaxial zueinander ausgerichtet sind und der Fügespalt
zwischen einander stirnseitig zugewandten Enden ausgebildet ist.
Dadurch ist es möglich, einen Muffenkörper zu
verwenden, welcher ebenfalls eine im Wesentlichen rotationssymmetrische
Struktur aufweist und damit den Fügespalt voll umfänglich überspannen
kann. Der Muffenkörper kann dabei einstückig oder
mehrstückig ausgebildete sein und eine Überspannung
der Fügestelle sowohl im Innern der Rohrabschnitte als
auch am Äußeren der Rohrabschnitte ausbilden.
Durch eine Anordnung des Muffenkörpers ist eine Relativbewegung
zwischen den Rohrabschnitten ermöglicht. Weiterhin kann
sich der Muffenkörper zumindest abschnittsweise selbst
relativ zu den Rohrabschnitten bewegen. Somit ist eine Konstruktion
gegeben, welche je nach Bedarf verschiedenartige Relativbewegungen
zwischen erstem Rohrabschnitt, zweitem Rohrabschnitt und Muffenkörper
ausgleichen kann. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass geringhubige
Relativbewegungen zwischen den Rohrkörpern an einem der
Rohrabschnitte kompensiert werden. Wohingegen größerhubige
Relativbewegungen an dem anderen Rohrabschnitt ausgeglichen werden.
So können beispielsweise elastisch verformbare Abschnitte
an den Muffenschultern angeordnet sein, die eine relative Bewegbarkeit
dieser zueinander ermöglichen. Bei einer Nutzung von elastisch
verformbaren Abschnitten unterschiedlicher Widerstandskraft ist
es möglich, Kompensationsbewegungen vorzugsweise in bestimmte
Zonen zu konzentrieren. Durch die Lagerung des Muffenkörpers
an den Mantelflächen können umlaufende in sich
geschlossene Dichtflächen Verwendung finden. An diesen
kann ein Ein- bzw. Austreten von Fluiden in das Innere hinein bzw. aus
dem Inneren der Rohrabschnitte heraus verhindert werden. Je nach
Bedarf kann ein Dichtverbund verschiedenartigst ausgestaltet sein,
wobei dieser ggf. einer Druckdifferenz zwischen dem Innern der Rohrabschnitte
und dem Äußeren der Rohrabschnitte widerstehen
sollte. Der Dichtverbund kann beispielsweise durch ein stoffschlüssiges
Fügen zwischen zumindest einer Muffenschulter und einem Rohrabschnitt
erfolgen. Der Muffenkörper kann dichtend an Innen- und/oder
Außenmantelflächen der Rohrabschnitte anliegen.
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Vorteilhaft
kann dabei vorgesehen sein, dass der Muffenkörper eine
erste und eine zweite Muffenschulter aufweist, von denen zumindest
eine an einer Außenmantelfläche eines Rohrabschnittes
fluiddicht gleitfähig anliegt.
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Die
Ausstattung des Muffenkörpers mit Muffenschultern gestattet über
die Muffenschultern definierte Anlageflächen zu Mantelflächen
auszubilden. So ist es beispielsweise möglich, für
die Muffenschultern im Wesentlichen ringscheibenförmige
Strukturen zu wählen, wohingegen eine die Muffenschultern
verbindende Mantelanordnung des Muffenkörpers an sich eine
im Wesentlichen hohlzylindrische Struktur aufweist. Die Muffenschultern
sollten dabei vorzugsweise an entgegengesetzt zueinander liegenden
Enden des Muffenkörpers angeordnet sein bezogen auf eine
Rotationsachse vorzugsweise an entgegengesetzten Enden des Muffenkörpers.
Der Muffenkörper kann vorzugsweise rotationssymmetrische
Strukturen aufweisen, wobei diese durchaus durch entsprechende Anformungen,
Ausnehmungen, Anbauten usw. von einer idealen rotationssymmetrischen
Form abweichen können. Die Mantelanordnung zwischen den
Muffen schultern gibt die Möglichkeit, den Muffenkörper
verschiedenartigst auszugestalten. So ist es beispielsweise möglich,
ein sich über die Rohrabschnitte hinaus radial erweiterndes
Volumen zur Verfügung zu stellen, welches über
den Fügespalt mit dem im Wesentlichen von den Rohrabschnitten
in ihrem Inneren begrenzten Volumen kommunizieren kann. So ist es
beispielsweise möglich, dass aus dem Innern der Rohrabschnitte
ein Fluid in den radial erweiterten Bereich des Muffenkörpers überströmt
und umgekehrt. Der radial erweiterte Bereich bildet im Innern des
Muffenkörpers ein Volumen zur Aufnahme eines fluiden Mediums
aus.
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Eine
Nutzung einer Außenmantelfläche des Rohrabschnittes
zur Anlage des Muffenkörpers gestattet selbst bei vollständig
ausgerüsteter Kapselungsgehäuseanordnung die Außenmantelfläche
zu inspizieren und ggf. zu warten. So kann es beispielsweise vorgesehen
sein, dass die Außenmantelflächen mit entsprechenden
Gleitbeschichtungen versehen sind, die ggf. zu erneuern oder zu
ersetzen sind. Sofern der Muffenkörper sowohl an dem ersten Rohrabschnitt
als auch an dem zweiten Rohrabschnitt gleitfähig gelagert
ist, kann dieser beispielsweise in axialer Richtung verschoben werden,
so dass große Bereiche der Außenmantelflächen
der Rohrabschnitte zugänglich sind. Weiterhin kann der Muffenkörper
aufgrund der rotationssymmetrischen Struktur der Rohrabschnitte
beispielsweise auch um deren Rohrachsen herum gedreht werden.
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Neben
einer Konstruktion, die zumindest eine der Muffenschultern auf einer
Außenmantelfläche eines Rohrabschnittes anliegend
vorsieht, kann selbstverständlich auch vorgesehen sein,
dass beide Rohrabschnitte von jeweils einer der Muffenschultern an
einer Außenmantelfläche umgriffen sind.
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Weiterhin
kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Muffenkörper
eine erste und eine zweite Muffenschulter aufweist, von denen zumindest
eine an einer Innenmantelfläche eines Rohrabschnittes fluiddicht
gleitfähig anliegt.
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Neben
einer Nutzung einer Außenmantelfläche zur Herstellung
einer fluiddicht gleitenden Verbindung zwischen einer Muffenschulter
des Muffenkörpers und einem Rohrabschnitt, kann auch vorgesehen
sein, eine Innenmantelfläche des Rohrabschnittes zu nutzen,
um einen fluiddicht gleitenden Verbund zwischen einer Muffenschulter
des Muffenkörpers und einem Rohrabschnitt herzustellen.
In diesem Falle ist die Muffenschulter nach Art eines Kolbens in
einen Rohrabschnitt eingeführt, und dichtet das Kapselungsgehäuse
an einer äußeren umlaufenden Kolbenmantelfläche
und an einer Innenmantelfläche des Rohrabschnittes. In
diesem Falle ist es vorteilhaft, wenn insbesondere beide Muffenschultern
des Muffenkörpers jeweils mit Innenmantelflächen
der jeweiligen Rohrabschnitte in Kontakt sind und so ein fluiddichter
Abschluss des Kapselungsgehäuses gebildet ist. Der Muffenkörper
erstreckt sich in diesem Falle vorteilhafterweise innerhalb der
Konturen der Rohrabschnitte. Dadurch ist eine besonders schlanke
Ausgestaltung der Anordnung im Bereich des Fügespaltes
möglich. Insbesondere Anordnungen, bei welchen eine Querschnittsvergrößerung im Übergangsbereich
zwischen den Rohrabschnitten problematisch sind, können
so mit einer durchgehenden Außenkontur versehen werden,
die frei von Vorsprüngen ist. Ein weiterer Vorteil ist
dahingehend zu sehen, dass die zum Gleitverbund vorgesehenen Flächen
innerhalb der Rohrabschnitte liegen, so dass diese vor äußeren
Störeinwirkungen, wie beispielsweise Schmutzablagerungen
oder ähnlichem, weitestgehend geschützt sind.
Die Muffenschultern können beispielsweise als Ringscheiben
ausgebildet sein, welche mit Außenmantelflächen
an Innenmantelflächen der Rohrabschnitte dichtend anliegen.
Der Bereich zwi schen den Muffenschultern ist abgedichtet mit Innenmantelflächen
der ringscheibenförmigen Muffenschultern verbunden.
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Es
kann weiterhin vorgesehen sein, dass Muffenkörper ausgebildet
werden, die Muffenschultern aufweisen, die an äußeren
Mantelflächen aufliegen, sowie an inneren Mantelflächen
des Rohrkörpers aufliegen. Weiter kann auch eine Muffenschulter an
einer Außenmantelfläche eines Rohrabschnittes und
eine Muffenschulter an einer Innenmantelfläche eines Rohrabschnittes
anliegen. Bedarfsweise können verschiedene Kombinationen
und Mischkonstruktionen ausgeführt werden.
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Vorteilhafterweise
kann weiterhin vorgesehen sein, dass zumindest eine der Muffenschultern winkelsteif
mit dem Rohrabschnitt verbunden ist, an welchem die andere Muffenschulter
fluiddicht anliegt.
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Ein
winkelsteifer Verbund einer Muffenschulter mit einem Rohrabschnitt
bietet den Vorteil, dass der Muffenkörper relativ zu einem
der Rohrabschnitte fixiert ist. Dadurch kann die Bewegbarkeit des
Muffenkörpers in bestimmten Bereichen eingeschränkt werden
und eine Kompensationsbewegung auf bestimmte Bereiche fokussiert
werden. Weiterhin ist durch einen winkelsteifen Verbund eine Möglichkeit gegeben,
den Muffenkörper an einem Rohrabschnitt zu sichern. Somit
ist ein unbeabsichtigtes Aufheben des Dichteverbundes zwischen einer
Muffenschulter und einer Mantelfläche eines Rohrkörpers
beispielsweise durch ein Auseinanderziehen oder Abgleiten vermieden.
Somit kann eine zuverlässig abgedichtete Kapselungsgehäuseanordnung
ausgebildet werden.
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Durch
die Wahl der Verbindung der Muffenschulter mit dem Rohrabschnitt,
an welchem die andere Muffenschulter dichtend aufliegt, kann ein
Sichern der Muffenschultern bzw. des Muf fenkörpers über
den Fügespalt hinweg erfolgen. Dadurch wird auch eine Kraftbrücke
zwischen den Rohrabschnitten erzeugt, so dass eine mechanisch stabile
Kapselungsgehäuseanordnung gebildet ist, welche weiterhin
eine leichtgängige Relativbewegung zwischen den Rohrabschnitten
zulässt.
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Vorteilhafterweise
kann weiter vorgesehen sein, dass jede der Muffenschultern winkelsteif
mit dem Rohrabschnitt verbunden ist, an welchem die jeweils andere
Muffenschulter fluiddicht anliegt.
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Bei
einer Verbindung beider Muffenschultern jeweils mit dem anderen
Rohrabschnitt wird eine kreuzweise Sicherung des Fügespaltes
erzeugt. Zwischen den Rohrabschnitten ist so ein verwindungssteifer
Verbund hergestellt, der beispielsweise käfigartige Strukturen
aufweisen kann, welche sich um die Rohrachsen herum erstrecken.
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Vorteilhafterweise
kann vorgesehen sein, dass die beiden Muffenschultern über
eine fluiddicht an den Muffenschultern angeschlagene axial längenveränderliche
Mantelanordnung verbunden sind.
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Eine
axial längenveränderliche Mantelanordnung überbrückt
den Bereich zwischen den Muffenschultern und kann beispielsweise
als teleskopierbarer Bereich ausgestaltet sein. Über den
teleskopierbaren Bereich können die beiden Muffenschultern voneinander
entkoppelt werden. Insbesondere bei einer winkelstarren Verbindung
einer oder mehrerer Muffenschultern mit einem oder mehreren Rohrabschnitten
wird so eine leichtgängige Relativbewegung zwischen den
Rohrabschnitten zugelassen.
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Weiter
kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Mantelanordnung einen
Faltenbalg aufweist.
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Eine
Ausstattung der Mantelanordnung mit einem Faltenbalg stellt eine
mechanisch robuste Variante dar, um eine axial längenveränderliche
Mantelanordnung zu realisieren. Beispielsweise kann die Mantelanordnung
einen gefalteten Abschnitt aufweisen, welcher bei einer geringen
Biegebeanspruchung des Materials der Mantelanordnung wiederholt Längenänderungen
vollziehen kann. Längenänderungen können
beispielsweise durch Übertragung von Kräften von
den Rohrabschnitten auf die Muffenschultern erzeugt werden. Ebenso
wie die Relativbewegung der Rohrabschnitte von Wärmedifferenzen herrühren
können, können derartige Wärmedifferenzen
auch eine Längenänderung der Mantelanordnung bewirken.
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Weiterhin
kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass ein eine der Muffenschultern
und einen der Rohrabschnitte winkelsteif verbindendes Verbindungselement
die andere Muffenschulter durchsetzt.
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Zur
Verbindung einer Muffenschulter mit einem Rohrabschnitt kann ein
Verbindungselement eingesetzt werden. Das Verbindungselement kann ein
Maschinenbauelement sein. So sind beispielsweise Stäbe,
Gewindebolzen usw. verwendbar, um einen winkelstarren Verbund auszubilden.
Der winkelstarre Verbund fixiert eine der Muffenschultern an einem
Rohrabschnitt. Wird nunmehr die andere Muffenschulter von dem Verbindungselement
durchsetzt, kann das Verbindungselement eine Führung der
anderen Muffenschulter ermöglichen. So kann beispielsweise
vorgesehen sein, dass die relativ zu dem Verbindungselement bewegbare
Muffenschulter eine Ausnehmung aufweist, in welcher das Verbindungselement
in einer Spielpassung gelagert ist. Aufgrund der Ausgestaltung der
Spielpassung wird eine Bewegbarkeit der beweglich von dem Verbindungselement
durchsetzten Muffenschulter insbesondere in axialer Richtung zugelassen.
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Vorteilhaft
kann weiter vorgesehen sein, dass ein eine der Muffenschultern und
einen der Rohrabschnitte winkelsteif verbindendes Verbindungselement
die andere Muffenschulter an einem äußeren Umfang überspannt.
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Ein Überspannen
bzw. Überbrücken einer Muffenschulter am äußeren
Umfang gibt die Möglichkeit, die Anzahl der zum Verbinden
einer Muffenschulter mit einem Rohrabschnitt eingesetzten Verbindungselemente
zu reduzieren. Nunmehr können mechanisch widerstandsfähigere,
groß bauende Verbindungselemente eingesetzt werden, welche
beabstandet zu der nicht winkelsteif verbundenen Muffenschulter
angeordnet sind. Damit überspannt dieses Verbindungselement
die nicht mit dem Verbindungselement winkelsteif verbundene Muffenschulter. Dazu
kann beispielsweise vorgesehen sein, dass in einer Umfangsfläche,
einer nicht mit dem jeweiligen Verbindungselement verbundenen Muffenschulter, Freischneidungen
vorgesehen sind. In radialer Richtung ist das Verbindungselement
frei von Überdeckung durch die Muffenschulter, welche von
dem Verbindungselement überspannt ist.
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Beispielsweise
kann eine derartige Anordnung Muffenschultern aufweisen, die eine
mehreckige Außenkontur aufweisen, wobei in den Eckpunkten winkelstarre
Befestigungen mit Verbindungselementen vorgesehen sind. An entgegengesetzten
Enden des Muffenkörpers angeordnete gleichartige Muffenschultern
sind vorteilhaft um die Rohrachsen versetzt zueinander ausgerichtet,
so dass in axialer Richtung keine Überdeckung von zur winkelstarren
Aufnahme eines Verbindungselementes vorgesehenen Ausnehmungen durch
Körperkanten der jeweils anderen Muffenschulter erfolgt.
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Vorteilhafterweise
kann weiter vorgesehen sein, dass die Kapselungsgehäuseanordnung
in ihrem Inneren ein elektrisch isolierendes Fluid abschließt
und zumindest ein elektrischer Phasenleiter von dem Fluid umspült
ist.
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Kapselungsgehäuse
können vorteilhafterweise in ihrem Innern Fluide aufnehmen
und diese hermetisch abschließen. Dadurch ist es möglich,
ein Aus- bzw. Eintreten von Fluiden durch das Kapselungsgehäuse
hindurch zu verhindern. Als Fluide eignen sich beispielsweise Isolieröle,
Isoliergase, wie Schwefelhexafluorid, Stickstoff oder Isoliergasgemische.
Ein Vakuum wird im Sinne dieser Anmeldung ebenfalls als Fluid angesehen.
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Vorteilhafterweise
können diese Fluide im Innern des Kapselungsgehäuses
mit einem erhöhten/verminderten Druck beaufschlagt werden,
so dass eine Druckdifferenz zwischen dem Innern des Kapselungsgehäuses
und der Umgebung des Kapselungsgehäuses besteht. In diesem
Falle ist die fluiddichte Verbindung zwischen dem Muffenkörper
und Mantelflächen der Rohrabschnitte entsprechend differenzdrucksicher
auszuführen. Im Innern des Kapselungsgehäuses
können dann weiterhin elektrische Phasenleiter positioniert
werden. Elektrische Phasenleiter sind elektrisch isoliert von den
Rohrabschnitten zu beabstanden. Dazu können beispielsweise
scheibenförmige Isolatoren, säulenförmige Stützisolatoren
oder anderweitig geeignete elektrisch isolierende Stützanordnungen
an dem Kapselungsgehäuse angeordnet sein.
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Elektrische
Phasenleiter sind beispielsweise in Unterbrechereinheiten elektrischer
Schaltgeräte, als Sammelschienenabschnitte, in Messwandlern,
an Erdungsschaltern usw. zu finden. Elektrische Phasenleiter dienen
der Führung und Leitung eines elektrischen Stromes, welcher
zur Übertragung einer elektrischen Energie von einer elektrischen
Spannung getrie ben ist. Zur elektrischen Isolierung des elektrischen
Phasenleiters gegenüber dem Kapselungsgehäuse
ist das entsprechende elektrisch isolierende Fluid im Innern des
Kapselungsgehäuses angeordnet. Bei einer entsprechenden
Druckbeaufschlagung kann das Isoliervermögen des elektrisch isolierenden
Fluides zusätzlich verstärkt werden. Vorteilhaft
können Kapselungsgehäuseanordnungen an gasisolierten
Schaltanlagen Verwendung finden.
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Im
Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
in einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend näher beschrieben.
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Dabei
zeigt die
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1 einen
Schnitt durch eine Kapselungsgehäuseanordnung sowie die
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2 eine
Außenansicht einer weiteren Kapselungsgehäuseanordnung.
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Die
in der 1 gezeigte Kapselungsgehäuseanordnung
einer gasisolierten Schaltanlage weist einen ersten Rohrabschnitt 1 sowie
einen zweiten Rohrabschnitt 2 auf. Die beiden Rohrabschnitte 1, 2 weisen
eine im Wesentlichen hohlzylindrische Struktur auf, wobei die Rohrabschnitte 1, 2 sich
koaxial um eine Hauptachse 3 erstrecken. Die beiden Rohrabschnitte 1, 2 sind
axial zueinander beabstandet, so dass zwischen einander gegenüberstehenden
Stirnseiten der Rohrabschnitte 1, 2 ein Fügespalt 4 ausgebildet
ist. Der Fügespalt 4 weist die Form eines Ringspaltes
auf und erstreckt sich radial um die Hauptachse 3.
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Sowohl
der erste als auch der zweite Rohrabschnitt 1, 2 sind
im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet und weisen in ihrem
axialen Verlauf unterschiedliche Wanddimensionen auf. So weisen
die beiden Rohrabschnitte 1, 2 an ihren einander zugewandten
Enden jeweils kreiszylindermantelförmige Außenmantelflächen 5, 6 auf.
An die Außenmantelflächen 5, 6 schließen
sich an den beiden Rohrabschnitten 1, 2 jeweils
Abschnitte mit verstärkten Wandungen an, welche in Ringflansche 7, 8 übergehen.
Die Ringflansche 7, 8 dienen einer Befestigung
der beiden Rohrabschnitte 1, 2 an weiteren Ringflanschen
von weiteren Baugruppen, welche ggf. zu der Kapselungsgehäuseanordnung
gehören, die jedoch aus Übersichtlichkeitsgründen
nicht in der 1 dargestellt sind. Zur Verbindung
mit weiteren Ringflanschen sind in den Ringflansche 7, 8 des
ersten bzw. zweiten Rohrabschnittes 1, 2 jeweils
Ausnehmungen 9 angeordnet, über welche mittels
Bolzen eine Verspannung mit entsprechend gegengleichen Flanschen
erfolgen kann. Diese Verspannung kann dabei fluiddicht und druckfest
ausgeführt werden.
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Zur
fluiddichten Überbrückung des Fügespaltes 4 ist
ein Muffenkörper 10 vorgesehen. Der Muffenkörper 10 weist
eine erste Muffenschulter 11 sowie eine zweite Muffenschulter 12 auf.
Die beiden Muffenschultern 11, 12 sind im Wesentlichen
hohlzylindrisch ausgeführt, wobei sie jeweils eine scheibenartige
Struktur aufweisen. Der Innendurchmesser der hohlzylindrisch ausgestalteten
Muffenschultern 11, 12 ist dabei derart gewählt,
dass die erste Muffenschulter 11 bündig auf der
Außenmantelfläche 5 des ersten Rohrabschnittes 1 aufliegt
und die zweite Muffenschulter 12 bündig auf der
Außenmantelfläche 6 des zweiten Rohrabschnittes 2 aufliegt.
In den Innenmantelflächen der Muffenschultern 11, 12 sind
dazu jeweils Ausnehmungen 13a, 13b, 13c, 13d eingebracht,
in welche ringförmige Gleitlager eingelegt sind. Die ringförmigen
Gleitlager über ragen die Innenmantelflächen der
Muffenschultern 11, 12 und liegen auf den Außenmantelflächen 5, 6 des
ersten bzw. des zweiten Rohrabschnittes 1, 2 auf.
Die Gleitlager sind beispielsweise Kunststoffringe insbesondere
aus PTFE. Bezogen auf die Hauptachse 3 axial zwischen den
jeweiligen Ausnehmungen 13a, 13b, 13c, 13d ist
in den Muffenschultern 11, 12 jeweils eine weitere
Ausnehmung angeordnet, in welchen jeweils ein ringförmig
umlaufendes elastomeres Dichtelement 14a, 14b eingelegt
ist. Die elastomeren Dichtelemente 14a, 14b sind
beispielsweise elastomere O-Ringe, welche einen Dichteverbund zwischen
den Außenmantelflächen 5, 6 der
Rohrabschnitte 1, 2 und den Innenmantelflächen
der Muffenschultern 11, 12 ausbilden. Alternativ
kann auch eine alternative Ausbildung eines Dichteverbundes an zumindest
einer der Muffenschultern 2, 3 vorgesehen sein.
So kann ein Dichtverbund beispielsweise durch einen stoffschlüssigen
Verbund ausgebildet sein.
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Die
Muffenschultern 11, 12 können mittels der
Gleitlager 13d und der elastomeren Dichtelemente 14a, 14b fluiddicht
gleiten.
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Die
beiden Muffenschultern 11, 12 des Muffenkörpers 10 sind
an den Außenmantelflächen 5, 6 der
Rohrabschnitte 1, 2 gleitend gelagert. Jede der Muffenschultern 11, 12 kann
dabei unabhängig von der anderen in Richtung der Hauptachse 3 auf
der jeweiligen Außenmantelfläche 5, 6 bewegt
werden. Um einen fluiddichten Abschluss zwischen den beiden Muffenschultern 11, 12 zu
erzeugen, weist der Muffenkörper 10 eine Mantelanordnung 15 auf.
Die Mantelanordnung 15 ist mit einer im Wesentlichen ringförmigen
Struktur versehen. Anpressringe 16a, 16b pressen
Stirnseiten der Mantelanordnung 15 fluiddicht gegen die
beiden Muffenschultern 11, 12. Im vorliegenden
Ausführungsbeispiel ist die Mantelanordnung 15 aus
einem elastischen Metallmaterial gebildet, welches eine Vielzahl
von um die Hauptachse 3 umlaufenden Rippen aufweist. So
ist ein sogenannter Faltenbalg gebildet, welcher zum einen einen
fluiddichten Abschluss des Muffenkörpers 10 und
damit des Kapselungsgehäuses darstellt, zum anderen aber
eine relative Bewegbarkeit der beiden Muffenschultern 11, 12 zueinander
in Richtung der Hauptachse 3 ermöglicht. Aufgrund
der gleitenden Lagerung der beiden Muffenschultern 11, 12 auf
Außenmantelflächen 5, 6 der
Rohrabschnitte 1, 2 weist der Muffenkörper 10 eine
den Umfang der Rohrabschnitte 1, 2 im Wesentlichen
in radialer Richtung erweiternde Struktur auf. Im Innern des Muffenkörpers 10 ist
ein veränderliches Volumen zur Aufnahme eines Fluides angeordnet.
Dieses Volumen des Muffenkörpers 10 korrespondiert über
den Fügespalt 4 mit dem von den Rohrabschnitten 1 2 im
Innern angeordneten Volumen.
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Die
Muffenschultern 11, 12 sind mit einer im Wesentlichen
kreisförmigen Außenkontur versehen. Dabei ist
der Durchmesser der kreisförmigen Außenkontur
dem Durchmesser der Ringflansche 7, 8 entsprechend
gewählt. Dadurch ist die Möglichkeit geschaffen,
sowohl in den Ringflanschen 7, 8 als auch in den
Muffenschultern 11, 12 sowie an den die Muffenschultern
positionierenden Anpressringen 16a, 16b Durchgangsbohrungen 17 anzuordnen,
wobei die Durchgangsbohrungen 17 zumindest teilweise axial
fluchtend in die Ringflansche 7, 8, die Muffenschultern 11, 12 sowie
die Anpressringe 16a, 16b eingebracht sind. So
ist die Möglichkeit gegeben, durch axial hintereinander
liegende Durchgangsbohrungen 17 Verbindungselemente 18 hindurchzuführen.
Dabei ist vorgesehen, dass ein Verbindungselement 18 jeweils
mit einer der Muffenschultern 11, 12 und dem jeweils
zugehörigen Anpressring 16a, 16b winkelsteif
verbunden ist und das gleiche Verbindungselement 18 mit
einer Durchgangsöffnung 17, welche sich in dem
Ringflansch 7, 8 des Rohrabschnittes 1, 2 befindet,
an welchem die andere Muffenschulter 12 dichten anliegt,
winkelsteif verbunden ist. Dabei durchsetzt das Verbindungselement 18 eine
Durchgangsöffnung 17 der Muffenschulter 12, die
gerade dichtend an den Rohrabschnitt 2 anliegt, mit welchem
die andere Muffenschulter 11 winkelsteif verbunden ist.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Verbindungselemente 18 als
Gewindestangen ausgeführt, so dass eine winkelsteife Verbindung der
Verbindungselemente 18 mit den Ringflanschen 7, 8 bzw.
den Muffenschultern 11, 12 über ein Verschrauben
mittels Muttern erfolgen kann. Die Verbindungselemente 18 sind
mit ihren in Schraubrichtung liegenden Achsen im Wesentlichen parallel
zur Hauptachse 3 ausgerichtet und um die Hauptachse 3 umlaufend
verteilt angeordnet. Dabei ist eine wechselseitige winkelsteife
Verbindung zueinander benachbarter Verbindungselemente 18 mit
den beiden Rohrabschnitten 1, 2 vorgesehen, so
dass ein käfigartig umlaufende Struktur an dem Muffenkörper 10 entsteht,
wobei abwechselnd eine Gewindestange mit der ersten bzw. der zweiten
Muffenschulter 11, 12 winkelsteif verbunden ist
und das Verbindungselement 18 die jeweils andere Muffenschulter 12 beweglich
durchsetzt. Eine von einem Verbindungselement 18 beweglich
durchsetzte Muffenschulter 11, 12 kann zumindest
teilweise von dem Verbindungselement 18 in Richtung der
Hauptachse 3 geführt werden.
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Ein
weiteres Ausgestaltungsbeispiel einer Kapselungsgehäuseanordnung
ist in der 2 gezeigt. Im Folgenden werden
dabei gleichwirkende Baugruppen, wie aus der 1 bereits
bekannt, mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Die 2 zeigt
eine perspektivische Außenansicht einer weiteren Kapselungsgehäuseanordnung.
Die Kapselungsgehäuseanordnung weist einen ersten Rohrabschnitt 1 sowie
einen zweiten Rohrabschnitt 2 auf. Der erste Rohrabschnitt 1 ist
mit einem im Wesentlichen rechteckigen Flanschkörper 20 verbunden.
Ebenso ist der zweite Rohrabschnitt 2 mit einem gleich artigen
im Wesentlichen rechteckigen Flanschkörper 20 verbunden.
Dabei sind die Ecken der beiden Flanschkörper 20 zueinander
versetzt ausgerichtet. Erster und zweiter Rohrabschnitt 1, 2 sind
mittels eines Muffenkörpers 10 verbunden, welcher
fluiddicht gleitfähig auf Mantelflächen der Rohrabschnitte 1, 2 aufliegt.
Der Muffenkörper 10 überspannt einen
zwischen den Rohrabschnitten 1, 2 ausgebildeten
Fügespalt. Der Muffenkörper 10 weist eine
erste Muffenschulter 11a sowie eine zweite Muffenschulter 12a auf.
Die beiden Muffenschultern 11a, 12a sind aus im
Wesentlichen kreisringförmigen Ringscheiben gebildet, wobei
die kreisförmige Außenkontur durch Freischneidungen 21 durchbrochen ist.
Dadurch sind Freischneidungen 21 an den Muffenschultern 11a, 12a geschaffen,
welche von Verbindungselementen 18 überspannt
sind. Durch eine entsprechend verstärkte Dimensionierung
der Verbindungselemente 18 wird im Vergleich zu dem in
der 1 gezeigten Ausführungsbeispiel die Anzahl
der benötigten Verbindungselemente 18 reduziert.
Jede der Muffenschultern 11a, 12a ist mit vier
Verbindungselementen 18 winkelsteif mit dem Rohrabschnitt
(über rechteckige Flanschkörper 20) verbunden,
an welchem sie nicht fluiddicht gleitfähig anliegen. Insgesamt
sind damit acht Verbindungselemente 18 vorgesehen, die
jeweils wechselweise mit dem einen oder dem anderen Rohrabschnitt 1, 2 winkelsteif
verbunden und am Umfang des Muffenkörpers 10 regelmäßig
verteilt angeordnet sind.
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Im
Innern der Kapselungsgehäuseanordnungen gemäß 2 bzw. 1 (dort
durch eine unterbrochene Vorlinie angedeutet) ist jeweils zumindest ein
elektrischer Phasenleiter 22 angeordnet. Der elektrische
Phasenleiter 22 ist beabstandet zu den Rohrabschnitten 1, 2 sowie
koaxial zur Hauptachse 3 ausgerichtet. Die Rohrabschnitte 1, 2 sind
zumindest Teil eines Kapselungsgehäuses, welches in seinem Inneren
ein elektrisch isolierendes Fluid beispielsweise eine Isolierflüssigkeit, ein
Isoliergas, wie Schwefelhexafluorid, Stickstoff oder Isoliergasgemische, aufweist.
Alternativ kann beispielsweise auch im Innern die Anordnung eines
Vakuums vorgesehen sein, welches je nach Güte des Vakuums
eine Restmenge an Molekülen enthält, so dass im
Sinne dieser Anmeldung auch unter einem Vakuum ein Fluid verstanden
wird.
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Die
in den Figuren gezeigten Kapselungsgehäuseanordnungen mit
elektrischen Phasenleitern 22 sind beispielsweise Teil
einer gasisolierten Schaltanlage, welche eine Mehrzahl von Kapselungsgehäusen
aufweist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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