DE1033470B

DE1033470B - Pipe connection for thin-walled containers, especially for fuel cells

Info

Publication number: DE1033470B
Application number: DEW16415A
Authority: DE
Inventors: Hugo Wurzel
Original assignee: Waldes Kohinoor Inc
Current assignee: Waldes Kohinoor Inc
Priority date: 1955-04-06
Filing date: 1955-04-06
Publication date: 1958-07-03

Description

Rohranschluß für dünnwandige Behälter, insbesondere für Brennstoffzellen Die Erfindung betrifft die Ausbildung eines Rohranschlusses für dünnwandige Behälter, insbesondere für Brennstoffzellen .aus biegsamem Kunststoff in Flugzeugen. Die für Rohranschlüsse an Brennstoffzellen gestellten Sicherheitsanforderungen sind besonders hoch, da die Verbindung zwischen dem Rohr und den Zellenwänden oder der Außenwand des Tanks unbedingt flüssigkeitsdicht sein muß und den Fluß des Brennstoffes nicht behindern darf.Pipe connection for thin-walled containers, especially for fuel cells The invention relates to the formation of a pipe connection for thin-walled containers, especially for fuel cells made of flexible plastic in aircraft. The for The safety requirements placed on pipe connections on fuel cells are special high, as the connection between the pipe and the cell walls or the outer wall of the tank must be impervious to liquids and the flow of the fuel must not may hinder.

Rohranschlüsse für Behälter, deren Wände besonders dünn ausgebildet sind, sind schon in größerer Zahl bekanntgeworden. Bekannt ist beispielsweise ein Rohranschluß für Behälter mit Wänden aus biegsamem Material, bei dem an der Außenseite und der Innenseite der biegsamen Behälterwand je ein Flansch vorgesehen ist, wobei die beiden Flansche miteinander durch Schraubenbolzen anziehbar verbunden sind. Es ist ferner ein Rohranschluß für einen Heißwasserbehälter bekanntgeworden, der im Innern mit Glas oder einer Emaille überzogen ist. Das Ende der Rohrverbindung ist hierbei mit einem Flansch. verseben, der an die äußere Wandung des Behälters angeschweißt ist. Auf der inneren Seite des Behältermantels befindet sich zum Schutz des mechanisch empfindlichen Überzuges eine Asbestplatte, über der eine Metallscheibe angeordnet ist. Diese Scheibe stützt sich ihrerseits gegen einen abgewinkelten Teil der Rohrverbindung ab. Bekannt ist auch ein Rohramschluß für Behälter mit dünnen Wänden, bei dem eine die Rohrleitung umgebende Muffe angeordnet ist, die sich mit ihrem einen Ende über eine breite Platte gegen die Behälterwand abstützt, während am anderen Ende der Muffe eine Verschraubung vorgesehen ist, die auf eine Scheibe einwirkt, unter welcher ein elastisches Kissen angeordnet ist. Bei diesem bekannten Rohranschluß handelt es sich also im wesentlichen um eine normale Schraubverbindung. Schließlich ist auch ein Rohranschluß für Brennstoffzellen aus biegsamem Kunststoff bekanntgeworden, bei dem ein gegen die Innenseite der Zellenwand sich anlegender Flansch mit dem Rohr fest verbunden ist und außerdem die Zellenwand zwischen diesem Flansch und einem aufsetzbaren Gegenflansch einspannbar ist. Dieser bekannte Rohranschluß unterscheidet sich deshalb von dem Gegenstand der Erfindung, weil bei ihm der Gegenflansch als ein geschlossener Ring ausgebildet ist, der nicht festspannbar ist.Pipe connections for containers, the walls of which are particularly thin have become known in large numbers. For example, one is known Pipe connection for containers with walls made of flexible material, with the one on the outside and the inside of the flexible container wall is each provided with a flange, wherein the two flanges are connected to one another by screw bolts so that they can be tightened. It is also a pipe connection for a hot water tank has become known inside is covered with glass or an enamel. The end of the pipe joint is here with a flange. verseben that on the outer wall of the container is welded on. On the inside of the container jacket is for protection the mechanically sensitive coating is an asbestos plate over which a metal disc is arranged. This disk in turn is supported against an angled part the pipe connection. Also known is a pipe connection for containers with thin Walls, in which a sleeve surrounding the pipeline is arranged, which is with one end supported by a wide plate against the container wall, while at the other end of the sleeve a screw connection is provided which is attached to a washer acts, under which an elastic cushion is arranged. With this well-known The pipe connection is essentially a normal screw connection. Finally, a pipe connection for fuel cells is made of flexible plastic became known, in which a against the inside of the cell wall is applied Flange is firmly connected to the pipe and also the cell wall between this Flange and an attachable counter flange can be clamped. This well-known pipe connection differs from the subject matter of the invention because it has the counter flange is designed as a closed ring which cannot be tightened.

Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß das z. B. an eine Brennstoffzelle anzuschließende Rohr an der Außenseite eine Nut mit einer äußeren, abgeschrägten Nutenflanke aufweist, in de ein. geschlitzter Federring einsetzbar ist. Infolge der Anordnung und Ausbildung der erwähnten Nutenflanke gleitet dieser Federring bei Festspannen an der Flanke und führt dabei eine Axialbewegung in: Richtung auf den anderen Flansch aus. Es wird also hierbei eine Schubkraft erzeugt, deren Richtung und Größe den Grad der Anpressung bestimmt. Hierbei kann die Nut durch einen Wulst des Rohres begrenzt sein, der eine nach dem Nutengrund zu abgeschrägte Flanke aufweist. Zwischen Zellenwand und Federring kann eine Unterlegscheibe angeordnet sein, deren Innendurchmesser den Innendurchmesser der Nut nur wenig übersteigt.In contrast, the invention is that the z. B. to a fuel cell The pipe to be connected has a groove on the outside with an outer, beveled Has groove flank in de a. slotted spring washer can be used. As a result the arrangement and design of the groove flank mentioned slides this spring ring when clamping on the flank and thereby executes an axial movement in: direction up the other flange. A thrust is generated here, the direction of which and size determines the degree of contact pressure. Here, the groove can be formed by a bead of the pipe, which has a flank that is beveled towards the bottom of the groove. A washer can be arranged between the cell wall and the spring ring Inside diameter only slightly exceeds the inside diameter of the groove.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Unterlegscheibe innen und der Wulst außen mit ineinander passenden Zähnen bzw. Ausnehmungen verstehen, die ein axiales Einführen der Unterlegscheibe in die Nut erlauben.In another embodiment of the invention, the washers are understand inside and the bead outside with matching teeth or recesses, which allow the washer to be inserted axially into the groove.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Zusammenpressen des Federringes, die aus mit den freien Enden des Ringes verbundenen Muttern mit Gewinde von entgegengesetzter Steigung und einem mit entsprechenden Gewinden versehenen Spannbolzen besteht. Diese Vorrichtung erleichtert das Festziehen des Rohranschlusses und trägt damit zu einer größeren Sicherheit bei. Die Muttern können hierbei mit dem Federring durch Stifte verbunden sein, die in Löchern an den freien Ringenden drehbar sind. Ferner kann der Spannbolzen in von der Unterlegscheibe ausgehenden und von ihr abgewinkelten Ohren frei drehbar gelagert sein.The invention also relates to a device for pressing together of the spring ring, the nuts connected to the free ends of the ring with Thread of opposite pitch and one with corresponding threads There is a clamping bolt. This device makes it easier to tighten the pipe connection and thus contributes to greater security. The nuts can with this be connected to the spring ring by pins, which are in holes at the free ring ends are rotatable. Furthermore, the clamping bolt can extend from the washer and be freely rotatable from her angled ears.

In der Zeichnung zeit Fig. 1 einen Schnitt senkrecht zur Rohrachse durch den erfindungsgemäßen Rohranschluß, Fg. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der Fi.g. 1, Fig. 3 eine Teilansicht des in Fig. 1 dargestellten Rohranschlusses, jedoch ohne den Federring und die ihn zusammenpressende Vorrichtung, Fig. 4 die Darstellung eines Verbindungsrohres zwischen benachbarten Brennstoffzellen eines Flugzeugs mit Rohranschlüssen nach der Erfindung, wobei das linke Rohrende in Seitenansicht, das rechte Rohrende im Schnitt gezeigt ist.In the drawing, Fig. 1 shows a section perpendicular to the pipe axis through the pipe connection according to the invention, FIG. 2 a section along line 2-2 of the Fi.g. 1 and 3 show a partial view of the pipe connection shown in FIG. 1, however without the spring ring and the device compressing it, Fig. 4 shows a connection pipe between adjacent fuel cells of an aircraft with pipe connections according to the invention, the left pipe end in side view, the right pipe end is shown in section.

In der Zeichnung bedeutet Ziffer 10 die Wand einer Brennstoffzelle aus biegsamem Kunststoff mit einer Öffnung, durch die sich das Ende eines Rohres 11 erstreckt, das mixt der Zellenwand völlig flüssigkeitsdicht verbunden werden soll. Rohr 11 hat einen Flansch 12, der sich gegen die Innenseite der Zellenwand abstützt. Au der äußeren Wandseite weist das Rohr eine Nut 13 auf mit einem sich an die Nut anschließenden Verstärkungswulst 14. Die innere Stirnfläche des Wulstes 14, die eine Seitenflanke 15 der Nut 13 bildet, ist erfindungsgemäß nach der Nut zu geneigt.In the drawing, numeral 10 means the wall of a fuel cell Made of flexible plastic with an opening through which the end of a pipe extends 11 extends, which mixes the cell wall to be connected in a completely liquid-tight manner target. Tube 11 has a flange 12 which extends against the inside of the cell wall supports. On the outer wall side, the tube has a groove 13 with a reinforcing bead 14 adjoining the groove. The inner end face of the bead 14, which forms a side flank 15 of the groove 13, is according to the invention after the groove too inclined.

Die Nut 13 dient als Sitz für einen geschlitzten Federring 16. Der Ring weist an seinen freien Enden Ohren 17; 18 auf, die mit Löchern. 19; 20 versehen sind (Fig. 2). Der Ring wird in bekannter Weise in gespreiztem Zustand über den Wulst 14 in die Nut 13 geschoben, so daß er nach seiner Entspannung mit seiner Innenkante gegen die Nutflanke 15 anliegt.The groove 13 serves as a seat for a slotted spring ring 16. The Ring has ears 17 at its free ends; 18 on those with holes. 19; 20 provided are (Fig. 2). The ring is spread over the in a known manner Bead 14 pushed into the groove 13 so that it is with its inner edge after its relaxation against the groove flank 15.

Zwischen dem Ring 16 und der Zellenwand 10 ist in der Nut 13 eine Unterlegscheibe 21 angeordnet, so daß die Zellenwand zwischen dem Flansch 12 und der Scheibe 21 eingeklemmt ist. Die Unterlegscheibe 21 dient dazu, den vom Ring 16 ausgeübten axialen Druck auf eine größere Fläche der Zellenwand zu verteilen: Dadurch, daß die Innenkante des Ringes 16 sich gegen die abgeschrägte Nutflanke 15 abstützt, übt dieser Ring einen axialen Druck gegen die Scheibe 21 aus, die ihrerseits die Zellenwand 10 gegen den Rohrflansch 12 preßt.Between the ring 16 and the cell wall 10 is in the groove 13 a Washer 21 arranged so that the cell wall between the flange 12 and the disc 21 is clamped. The washer 21 serves the purpose of the ring 16 to distribute the axial pressure exerted over a larger area of the cell wall: Characterized in that the inner edge of the ring 16 is against the beveled groove flank 15 is supported, this ring exerts an axial pressure against the disk 21, which in turn the cell wall 10 presses against the pipe flange 12.

Um die Unterlegscheibe 21 trotz ihres kleinen Innendurchmessers über den Wulst 14 schieben zu können, ist die Scheibe an ihrer Innenkante mit Zähnen 22 versehen, während der Wulst 14 entsprechende Ausnehmungen 23 aufweist, wie im Fig. 13 gezeigt ist. Die Montage erfolgt dann einfach dadurch, daß die Scheibe 16 mit ihren Zähnen in die Ausnehmungen des Wulstes eingeführt und dann axial bis in die Nut. 13 verschoben wird. Dadurch wird erreicht, daß der Innendurchmesser der Unterlegscheibe nur um ein geringes größer zu sein braucht als der Durchmesser des Nutenbodens.Around the washer 21 despite its small inside diameter To be able to push the bead 14, the disc has teeth on its inner edge 22 provided, while the bead 14 has corresponding recesses 23, as in Fig. 13 is shown. The assembly is then carried out simply by the fact that the disk 16 with their teeth inserted into the recesses of the bead and then axially up to the groove. 13 is moved. This ensures that the inner diameter of the Washer only needs to be slightly larger than the diameter of the Groove bottom.

Um die Zellenwand zwischen Flansch 12 und Scheibe 21 unter genügend starkem Druck eingespannt zu halten und so eine unbedingt flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen Rohr und Zellenwand zu schaffen, ist eine Vorrichtung zum Zusammenpressen des Federringes 16 vorgesehen. Diese besteht aus einem Paar Muttern 24, 25, die Stifte 26, 27 tragen. Diese Stifte sind, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, durch die Löcher 19, 20 in den Ohren 17, 18 an den freien Ringenden gesteckt. Die Muttern weisen Gewinde entgegengesetzter Steigung auf zur Aufnahme eines Spannbolzens 28, dessen Teile 29 und. 30 entsprechende Gewinde aufweisen. Wenn somit der Kopf 31 des Spannbolzens 28 in einer Richtung gedreht wird, so werden die Muttern voneinander weg bewegt und damit der Ring gespreizt; wenn der Spannbolzen in entgegengesetzter Richtung gedreht wird, werden die Muttern aufeinander zu bewegt und damit der Ring zwangweise zusammengepreßt.To the cell wall between flange 12 and disc 21 under enough strong pressure to keep it clamped and so an absolutely liquid-tight connection To create between the pipe and the cell wall is a device for pressing together of the spring ring 16 is provided. This consists of a pair of nuts 24, 25, the Wear pins 26, 27. These pins are, as shown in Figs. 1 and 2, through the holes 19, 20 inserted in the ears 17, 18 at the free ring ends. The nuts have threads of opposite pitch for receiving a clamping pin 28, its parts 29 and. 30 have corresponding threads. Thus, when the head 31 of the clamping bolt 28 is rotated in one direction, the nuts are separated from each other moved away and thus spread the ring; when the clamping pin in opposite Direction is turned, the nuts are moved towards each other and thus the ring forcibly compressed.

Zur Führung des Spannbolzens 28 ist die Scheibe 21 mit einem Vorsprung 32 versehen (Fig. 3), dessen Endren abgewinkelt sind und Ohren 33, 34 bilden, in denen der Spannbolzen 28 drehbar gelagert ist. Der Kopf des Spannbolzens 28 legt sich mit seiner inneren Stirnfläche gegen das Ohr 33 an, wodurch er gegen axiale Bewegung in einer Richtung gesichert ist. Axiale Bewegung in der anderen Richtung kann durch einen Sicherungsring 35 begrenzt werden, der in einer Nut am entgegengesetzten Ende des Spannbolzens sitzt und sich an das Ohr 34 anlegt.To guide the clamping bolt 28, the disk 21 is provided with a projection 32 provided (Fig. 3), the ends of which are angled and form ears 33, 34, in which the clamping bolt 28 is rotatably mounted. The head of the clamping bolt 28 attaches with its inner end face against the ear 33, whereby it is against axial Movement is secured in one direction. Axial movement in the other direction can be limited by a locking ring 35, which is in a groove on the opposite The end of the clamping bolt is seated and rests on the ear 34.

Da der Spannbolzen von. der Unterlegscheibe 21 getragen wird und seinerseits die Muttern trägt und da ferner die Muttern durch Stifte 26, 27 mit dem Federring 16 verbunden sind, können diese Teile als eine Einheit gehandhabt und montiert werden. Zum Einsetzen dieser Einheit in die Nut 13 ist es daher nur nötig, durch Drehen des Spannbolzens den Ring zu spreizen, so daß er über den Wulst 14 geht, sodann die Zähne 22 in die Ausnehmungen 23 einzuführen und die Einheit so weit in Richtung zur Zellenwand! axial zu verschieben, bis der Ring 16 die Ebene der Nut 13 erreicht. Wenn dann der Spannbolzen 28 in entgegengesetzter Richtung gedreht wird., wird der Ring 13 zusammengepreßt und übt dann einen starken Druck gegen die Zellenwand aus. Dadurch wird eine flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen der Zellenwand 10 und dem Flansch 12 hergestellt. Da alle Verbindungsorgane außerhalb des Rohres liegen, kann die Heiz- oder sonstige Flüssigkeit unbehindert durchfließen.Since the clamping pin of. the washer 21 is carried and in turn carries the nuts and there also the nuts through pins 26, 27 with the spring ring 16 are connected, these parts can be handled and assembled as a unit. To insert this unit in the groove 13 it is therefore only necessary by turning of the clamping bolt to spread the ring so that it goes over the bead 14, then introduce the teeth 22 into the recesses 23 and the unit so far in the direction to the cell wall! to move axially until the ring 16 reaches the plane of the groove 13. If then the clamping bolt 28 is rotated in the opposite direction., The Ring 13 is compressed and then exerts a strong pressure against the cell wall. This creates a liquid-tight connection between the cell wall 10 and the Flange 12 made. Since all connecting organs are outside the pipe, can the heating or other liquid can flow through unhindered.

In Fig.4 ist eine Rohrverbindung zwischen zwei Brennstofftanks dargestellt. Das Rohr 11a ist :mit Flanschen 12 und. 12a versehen, deren Entfernung voneinander der Entfernung zwischen den Zellenwänden 12 und 12a entspricht. Diese Wände weisen Öffnungen auf, durch die die Enden des Rohres laufen; und jede Wand ist gegen die Stirnfläche eines Flansches durch die vorbeschriebene Einheit geklemmt: Die Bezugsziffern der einzelnen Teile der Einheit auf der linken Seite entsprechen denen der rechten Seite und sind nur mit dem Buchstaben a versehen. Zwischen der -Zellenwand 10 und dem Flansch 12 ist in Fig. 4 noch ein Dichtungsring 40 eingefügt.In Fig.4 a pipe connection between two fuel tanks is shown. The pipe 11a is: with flanges 12 and. 12a provided, their distance from each other corresponds to the distance between the cell walls 12 and 12a. These walls show Openings through which the ends of the tube pass; and every wall is against that Front face of a flange clamped by the unit described above: The reference numbers the individual parts of the unit on the left correspond to those on the right Side and are only provided with the letter a. Between the cell wall 10 and a sealing ring 40 is also inserted in the flange 12 in FIG. 4.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Rahr connection for thin-walled containers, in particular for fuel cells made of flexible plastic, with one against the inside the cell wall resting flange is firmly connected to the pipe and the cell wall can be clamped between this flange and an attachable counter flange, thereby characterized in that the tube (11) has a groove (13) on the outside with an outer, has beveled groove flank (15) into which a slotted spring ring (16) can be used, which slides on the groove flank (15) when tightening and thereby a Axial movement in the direction of the other flange (12) executes.

2. Pipe connection according to claim 1, characterized in that the groove (13) is formed by a bead (14) of the tube (11) is limited, the one after the groove bottom to beveled flank (15).

3. Pipe connection according to claim 1, characterized in that between Cell wall (10) and spring ring (16) a washer (21) is arranged, the Inside diameter the inside 'diameter of the groove only slightly exceeds.

4. Pipe connection according to claim 3, characterized in that the washer (21) inside and the bead (14) is provided on the outside with teeth or recesses that fit into one another are, axial insertion of the washer into the groove (13) allow.

5. Pipe connection according to claim 1, characterized by a device for compressing the spring ring (16), consisting of with the free ends of the Ring connected nuts (24, 25) with threads of opposite pitch and a clamping bolt (28) provided with corresponding threads.

6. Pipe connection according to Claim 5, characterized in that the nuts (24, 25) with the spring ring (16) are connected by pins (26, 27) in holes (19, 20) at the free ring ends are rotatable :.

7. Pipe connection according to claim 5, characterized in that the clamping bolt (28) is freely rotatably mounted in the washer (21) extending from the washer (21) and angled from it ears (17, 18). Documents considered: German Patent Specifications No. 410 617; U.S. Patent Nos. 2,609,118, 2,559,064, 2,391,373, 2,284,222, 2,266,611 .