DE102013004015A1 - Length-adjustable tubular element - Google Patents
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Abstract
Ein längenveränderliches Rohrelement, insbesondere ein Kompensator oder Faltenbalg, ist mit einem umlaufenden Flanschelement einstückig ausgeführt. Das umlaufende Flanschelement ist an einen Flasch anpressbar, so dass eine Stauchung des Flanschelements in Anpressrichtung aus der Anpresskraft resultiert. Das Flanschelement ist derart gestaltet, dass bei gleicher Anpresskraft eine größere Stauchung als bei einem gleich dimensionierten, massiven Flanschelement mit rechteckigem Querschnitt ermöglicht ist.A tubular element of variable length, in particular a compensator or bellows, is made in one piece with a circumferential flange element. The circumferential flange element can be pressed against a bottle, so that a compression of the flange element in the pressing direction results from the pressing force. The flange element is designed in such a way that, with the same contact force, greater compression is possible than with a solid flange element with the same dimensions and a rectangular cross section.
Description
Die Erfindung betrifft ein längenveränderliches Rohrelement aus Kunststoff und eine Flanschverbindung.The invention relates to a variable-length pipe element made of plastic and a flange connection.
Bei den längenveränderlichen Rohrelementen der in Rede stehenden Art kann es sich beispielsweise um sogenannte Kompensatoren handeln, die dazu dienen, einen Dehnungsausgleich in Rohrleitungen, insbesondere wegen thermischer Ausdehnungen, zu ermöglichen. Es kann sich aber auch beispielsweise um Faltenbälge handeln, die ihre Länge über einen größeren Bereich ändern können, beispielsweise wenn relativ zueinander bewegliche Rohrleitungsabschnitte miteinander verbunden werden sollen.The variable-length tubular elements of the type in question may be, for example, so-called compensators, which serve to allow expansion compensation in pipelines, in particular due to thermal expansion. But it can also be, for example, bellows that can change their length over a larger area, for example, when relatively movable pipe sections to be connected together.
Längenveränderliche Rohrelemente der in Rede stehenden Art weisen wenigstens an einem ihrer Enden ein umlaufendes Flanschelement auf, das einstückig mit dem längenveränderlichen Rohrelement ausgeführt ist. Soll ein derartiges Rohrelement mit dem Flansch einer Rohrleitung verbunden werden, so wird mittels eines Gegenelements das Flanschelement an den Flansch angepresst. Als Gegenelement kann dabei beispielsweise ein Metallring Anwendung finden, der mittels Schrauben, welche durch Flansch, Flanschelement und Gegenelement geführt werden, mit dem Flansch derart verbunden wird, dass das Flanschelement zwischen dem Gegenelement und dem Flansch eingeklemmt und damit gegen den Flansch angepresst wird. Dabei wird das Flanschelement in Anpressrichtung gestaucht. Durch diese Stauchung kann das Flanschelement Toleranzen, insbesondere Unebenheiten der Flanschfläche, an der es anliegt, ausgleichen und so für eine dichte Verbindung sorgen. Dabei gilt, dass das Ausmaß der Toleranzen und Unebenheiten, die ausgeglichen werden können, von der Länge des möglichen Stauchweges abhängig ist, den die Beschaffenheit des Flanschelements ermöglicht.Variable-length pipe elements of the type in question have at least at one end thereof a circumferential flange element, which is designed in one piece with the variable-length pipe element. If such a pipe element to be connected to the flange of a pipe, the flange element is pressed against the flange by means of a counter element. As a counter element can be found, for example, a metal ring application, which is connected by means of screws which are guided by flange, flange and counter element with the flange such that the flange is clamped between the counter element and the flange and thus pressed against the flange. In this case, the flange is compressed in the pressing direction. As a result of this compression, the flange element can compensate for tolerances, in particular unevenness of the flange surface against which it rests, thus ensuring a tight connection. It is true that the extent of the tolerances and unevenness that can be compensated depending on the length of the possible upsetting path, which allows the nature of the flange member.
Dieser Stauchweg ist bei konventionellen Rohrelementen der in Rede stehenden Art jedoch begrenzt, da mit zunehmender Stauchung die Anpresskraft ansteigt und bei Überschreiten einer gewissen Stauchung zur Verformung und/oder Beschädigung beteiligter Bauteile führen kann. Auch wenn keine Bauteile beschädigt werden, so kann es dennoch aufgrund von Verformungen der Bauteile zu Undichtigkeiten der Flanschverbindung kommen.However, this upsetting path is limited in conventional tube elements of the type in question, since with increasing compression the contact force increases and can lead to deformation and / or damage of involved components when a certain compression is exceeded. Even if no components are damaged, it may still come due to deformations of the components to leaks in the flange connection.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Rohrleitungselement und eine Flanschverbindung aufzuzeigen, welche einen verbesserten Toleranzausgleich ermöglichen.The invention is therefore based on the object to show a pipe element and a flange, which allow improved tolerance compensation.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Flanschelement derart gestaltet ist, dass bei gleicher Anpresskraft eine größere Stauchung als bei einem gleich dimensionierten massiven Flanschelement mit rechteckigem Querschnitt ermöglicht ist.According to the invention the object is achieved in that the flange is designed such that with the same contact pressure greater compression than in a same sized solid flange with a rectangular cross-section is possible.
Eine derartige Ausführung des Flanschelements ermöglicht es, auch größere Unebenheiten des Flansches durch die Stauchung des Flanschelements auszugleichen, ohne dass eine kritische Anpresskraft, bei der die eingangs erwähnten Probleme auftreten, erreicht wird. Vorzugsweise wird das Flanschelement dabei derart gestaltet, dass eine Stauchung des Flanschelements in Anpressrichtung um mindestens 2,5 mm erreichbar ist. Die Erreichbarkeit einer derartigen Stauchung des Flanschelements unterscheidet das Flanschelement eines vorteilhaften erfindungsgemäßen Rohrelements signifikant von den nach dem Stand der Technik bekannten.Such an embodiment of the flange makes it possible to compensate for larger unevenness of the flange by the compression of the flange, without a critical contact pressure, in which the problems mentioned above, is achieved. In this case, the flange element is preferably designed such that a compression of the flange element in the pressing direction can be achieved by at least 2.5 mm. The availability of such a compression of the flange element distinguishes the flange element of an advantageous pipe element according to the invention significantly from those known from the prior art.
Die erfindungsgemäßen Rohrelemente können aus jeglichem hinreichend elastischen Werkstoff hergestellt werden. Prädestiniert für die Herstellung ist jedoch Gummi oder ein Werkstoff, der zumindest elastische Eigenschaften ähnlich denen von Gummi aufweist. Vorteilhafterweise findet dabei Silikongummi Verwendung, da sich gezeigt hat, dass dieser Werkstoff in seinen Eigenschaften besonders gut für den Zweck der Verwendung als Werkstoff für erfindungsgemäße Rohrelemente geeignet ist.The pipe elements according to the invention can be made of any sufficiently elastic material. However, rubber is predestined for the production or a material which has at least elastic properties similar to those of rubber. Advantageously, this silicone rubber is used, since it has been shown that this material is particularly well suited in its properties for the purpose of use as a material for pipe elements according to the invention.
Dabei ist es möglich und vorteilhaft, einen faser-, insbesondere einen gewebeverstärkten Werkstoff zu verwenden. Derartige Werkstoffe behalten weitgehend die für die erfindungsgemäße Verwendung wichtigen elastischen Eigenschaften, insbesondere im Falle einer Stauchung, sind aber aufgrund der Faser- bzw. Gewebeverstärkung im Hinblick auf Zugkräfte, wie sie insbesondere dann entstehen, wenn im Inneren eines Rohrelements ein Druck aufgebaut wird, wesentlich belastbarer als ihre unverstärkten Pendants. Dabei haben sich Aramidgewebe als besonders geeignet erwiesen.It is possible and advantageous to use a fiber, in particular a fabric-reinforced material. Such materials largely retain the important for the inventive use of elastic properties, especially in the case of compression, but are due to the fiber or fabric reinforcement in terms of tensile forces, as they arise in particular when pressure is built up inside a tubular element, essential more resilient than their unproductive counterparts. Aramid fabrics have proven to be particularly suitable.
Im Hinblick auf die erfindungsgemäßen Flanschverbindungen, welche sich mit erfindungsgemäßen Rohrelementen herstellen lassen, haben sich solche als besonders vorteilhaft herausgestellt, bei denen der Stauchweg durch ein Distanzelement zwischen dem Flansch und dem Gegenelement begrenzt ist. Diese Flanschverbindungen haben den Vorteil, dass die Montage erheblich vereinfacht ist, da es lediglich notwendig ist, Gegenelement und Flansch derart gegeneinander zu verspannen, dass der durch das Distanzelement vorgegebene Abstand erreicht ist. Das Distanzelement ist dabei auf das Flanschelement derart abgestimmt, dass die Stauchung des Flanschelements, die durch das Distanzelement vorgegeben ist, größer ist als die Stauchung des Flanschelements, die mindestens benötigt wird, um eine hinreichend dichte Verbindung zu erreichen und kleiner ist als die Stauchung des Flanschelements, die dazu führt, dass die eingangs beschriebenen Nachteile aufgrund der hohen entstehenden Anpresskräfte auftauchen.With regard to the flange connections according to the invention, which can be produced with tubular elements according to the invention, those have proven to be particularly advantageous in which the upsetting path is limited by a spacer element between the flange and the counter element. These flange connections have the advantage that the assembly is considerably simplified, since it is only necessary to brace counter element and flange against each other in such a way that the distance predetermined by the spacer element is reached. The spacer element is matched to the flange so that the compression of the flange element, which is predetermined by the spacer, is greater than the compression of the flange, which is at least required to achieve a sufficiently tight connection and is smaller than the compression of the flange, which causes the disadvantages described above due to the high pressure forces arising arise.
Die Stauchung des Flanschelements liegt also in einem Toleranzfeld dort, wo das Distanzelement den Abstand zwischen Flansch und Gegenelement vorgibt. An allen anderen Stellen kann dieser Abstand innerhalb des vorgegebenen Toleranzfeldes aufgrund von Toleranzen der Bauteile oder Unebenheiten des Flansches variieren, ohne dass die Funktionsweise der Flanschverbindung beeinträchtigt wird.The compression of the flange is thus in a tolerance field where the spacer element specifies the distance between the flange and counter element. In all other places, this distance can vary within the given tolerance field due to tolerances of the components or unevenness of the flange, without affecting the operation of the flange connection.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Rohrelemente bei derartigen Flanschverbindungen ist es, dass durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Flanschelements jenes Toleranzfeld deutlich weiter ausfällt, als bei konventionellen Flanschelementen. Das heißt, dass sich bei diesen Flanschverbindungen ein Synergieeffekt zwischen der verbesserten Dichtwirkung durch die Flanschelementgestaltung und der einfachen Montage aufgrund der Verwendung des Distanzelements erreichen lässt.A particular advantage of the pipe elements according to the invention in such flange connections is that, due to the design of the flange element according to the invention, that tolerance field is considerably greater than with conventional flange elements. That is, in these flange joints, a synergy effect between the improved sealing effect by the flange member design and the ease of assembly due to the use of the spacer can be achieved.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der
Bei dem in
Die Rohrleitungsabschnitte
Die erfindungsgemäße Ermöglichung einer größeren Stauchung wird bei einem Flanschelement
Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Bereich der Dichtfläche
Alternativ ist aber auch beispielsweise eine Gestaltung gemäß
Dabei kann die Zone
Das Flanschelement
Die Gestaltung gemäß
Durch das in
Eine Möglichkeit, dieses seitliche Ausweichen der Dichtlippen
Bei der in
Im gezeigten Beispiel gemäß
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DE102013004015A1 true DE102013004015A1 (en) | 2014-09-11 |
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- 2013-03-08 DE DE102013004015.9A patent/DE102013004015A1/en active Pending
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