DE1155291B

DE1155291B - Suspension device with an approximately constant load capacity with vertical movements of the load, especially for pipelines subject to thermal expansion

Info

Publication number: DE1155291B
Application number: DEG13611A
Authority: DE
Inventors: Joseph Kaye Wood
Original assignee: General Spring Corp
Current assignee: General Spring Corp
Priority date: 1953-10-07
Filing date: 1954-01-27
Publication date: 1963-10-03

Description

Aufhängeeinrichtung mit bei Vertikalbewegungen der Last etwa gleichbleibender Tragkraft, insbesondere für Wärmedehnungen unterworfene Rohrleitungen Die Erfindung betrifft eine Aufhängeeinrichtung mit bei Vertikalbewegungen der Last etwa gleichbleibender Tragkraft, insbesondere für Wärmedehnungen unterworfene Rohrleitungen, die aus einem mehrarmigen Winkelhebel, der winkelbeweglich in einem Rahmen auf einem Hauptdrehzapfen gelagert ist, dem Aufhängeglied für die Last und einer drehbar im Rahmen befestigten Federeinrichtung besteht, die an den Armen über weitere Drehzapfen angreift.Suspension device with more or less constant when the load moves vertically Load-bearing capacity, in particular for pipelines subject to thermal expansion. The invention relates to a suspension device with approximately constant during vertical movements of the load Load-bearing capacity, in particular for pipelines subject to thermal expansion, which consist of a multi-armed angle lever, which is angularly movable in a frame on a main pivot is mounted, the suspension link for the load and a rotatable mounted in the frame There is a spring device that engages the arms via further pivot pins.

Aufhängeeinrichtungen mit bei Vertikalbewegungen der Last etwa gleichbleibender Tragkraft, die insbesondere für Rohrleitungen zurAnwendung kommen, die Wärmedehnungen unterworfen sind, und die aus einem mittels eines Hauptdrehzapfens in einem Rahmen gelagerten mehrarmigen Winkelhebel bestehen, an dessen Hebelarmen über weitere Drehzapfen das Aufhängeglied für die Last und eine schwenkbar in den Rahmen eingebaute Federeinrichtung angreifen, sind bereits bekannt.Suspension devices with more or less constant when the load moves vertically Load-bearing capacity, which is used in particular for pipelines, is the thermal expansion are subjected, and which consist of one by means of a main pivot in a frame mounted multi-armed angle lever exist, on whose lever arms via further pivot pins the suspension link for the load and a pivoting spring device built into the frame attack are already known.

Bei diesen Einrichtungen wird durch die Last und die Federeinrichtung auf den Hauptdrehzapfen eine resultierende Kraft ausgeübt, die nicht immer senkrecht gerichtet ist und daher einen Drehzapfen erfordert, der entsprechenden Seitenkräften widerstehen kann. Bei Änderung der Lage oder Stellung der Last verändert sich auch die Größe und Richtung dieser resultierenden Kraft. Die am Hauptdrehzapfen auftretende große und veränderliche Reibung bewirkt dabei ein ungenaues Arbeiten der Vorrichtung, d. h., die Hebelanordnung dreht sich nicht frei, so daß die auf die Last ausgeübte Stützkraft bei Vertikalbewegungen -der Last nicht, wie angestrebt, gleichbleibt. Im Falle einer Rohrleitung muß sich diese dälher zum Teil selbst tragen und kann stark auf Biegung beansprucht werden. Bei hohen Rohrtemperaturen können dabei die zulässigen Spannungen überschritten werden.In these devices, the load and the spring device a resultant force exerted on the main pivot that is not always perpendicular is directed and therefore requires a pivot pin, the corresponding side forces can resist. When the position or position of the load changes, it also changes the magnitude and direction of this resulting force. The one occurring on the main pivot large and variable friction causes the device to work inaccurately, d. that is, the lever assembly does not rotate freely so that the load applied Supporting force for vertical movements - the load does not remain the same as intended. In the case of a pipeline, this must and can in part be self-supporting are heavily stressed in bending. At high pipe temperatures, the permissible voltages are exceeded.

Diese Nachteile der bisher verwendeten Aufhängeeinrichtungen sollen erfindungsgemäß dadurch behoben werden, daß die Federeinrichtung zwei gleiche, je für sich im Rahmen drehbar befestigte Federn oder Gruppen von Federn aufweist, deren Wirkungslinien in jeder Stellung des Winkelhebels parallel zueinander verlaufen und die über Drehzapfen mit je einem von zwei einander diametral gegenüberliegenden gleich langen Hebelarmen so verbunden sind, daß die von ihnen ausgeübten stets gleich großen, aber entgegengesetzt zueinander gerichteten Federkräfte auf den Hauptdrehzapfen ein Drehmoment, aber keine resultierende Kraft ausüben.These disadvantages of the suspension devices used hitherto are intended according to the invention can be remedied in that the spring device is two identical, each has for itself rotatably mounted in the frame springs or groups of springs whose Lines of action run parallel to each other in every position of the angle lever and the pivot pins with one of two diametrically opposite each other equally long lever arms are connected in such a way that those exercised by them are always the same large, but oppositely directed spring forces on the main pivot exert a torque but not a resultant force.

Dabei ist die Aufhängeeinrichtung zweckmäßig so ausgeführt, daß zur gleichzeitigen und gleichmäßigen Verstellung der Kraftangriffspunkte der beiden Federn an den Hebelarmen mit jedem der in Langlöchern der Hebelarme geführten Drehzapfen eine Gewindespindel verbunden ist, deren innere Enden an gegenüberliegenden Seiten in die Gewindebohrung einer Verstellmutter eingreifen.The suspension device is expediently designed so that for simultaneous and even adjustment of the force application points of the two Springs on the lever arms with each of the pivot pins guided in elongated holes in the lever arms a threaded spindle is connected, the inner ends of which are on opposite sides engage in the threaded hole of an adjusting nut.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Aufhängeeinrichtung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht und zum Teil im Längsschnitt dargestellte Ausführungsform, Fig. 2 einen, Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1, Fig.3 eine im vergrößerten Maßstabe gehaltene, der Fig.1 entsprechende Seitenansicht, die den Hebelmechanismus in einer von Fig. 1 abweichenden Stellung zeigt, Fig.4 einen Schnitt nach Linie 4-4 der Fig.3, in Richtung der Pfeile gesehen, Fig.5 einen Längsschnitt durch eine andere Aufhängeeinrichtung, bei der Zugfedern verwendet sind, Fig. 6 einen Querschnitt nach Linie 6-6 der Fig. 5, in Richtung der Pfeile gesehen, und Fig. 7 einen Querschnitt nach Linie 7-7 der Fig. 5, in Richtung der Pfeile gesehen.In the drawings are exemplary embodiments of the invention Suspension device shown. It shows Fig. 1 a side view and in part Embodiment shown in longitudinal section, FIG. 2 a section along line 2-2 Fig. 1, Fig.3 a kept on an enlarged scale, corresponding to Fig.1 Side view showing the lever mechanism in a position different from FIG shows, Figure 4 is a section along line 4-4 of Figure 3, seen in the direction of the arrows, 5 shows a longitudinal section through another suspension device with tension springs are used, Fig. 6 is a cross section along line 6-6 of Fig. 5, in the direction of the arrows, and FIG. 7 shows a cross section along line 7-7 of FIG. 5, in the direction seen the arrows.

Die aus einem waagerechten Rohrleitungsabschnitt 20 bestehende Last wird nach der Fig.1 von einer Rohrschelle 24 gehalten, die an ihrem Scheitel über Schraubenbolzen 26 mit zwei parallelen Zugstangen 28 verbunden ist. Die Zugstangen 28 hängen mit Augen 152 an einem Drehzapfen 29, der nahe dem Ende eines Winkelhebels 30 vorgesehen ist. Dieser Winkelhebel 30 wird von einem Hauptdrehzapfen 31 drehbar abgestützt, der in Lagern an Seitenplatten 33 eines Rahmens ruht. Der Hauptdrehzapfen ist geteilt und besteht aus zwei polierten, gehärteten, koaxialen Einzeldrehzapfen, die mit so großem Spiel in Phosphorbronzebüchsen der Seilenplatten 33 liegen, daß Linienberührung eintritt. Der Rahmen ist mit Schraubenbolzen 35 an einem Träger befestigt.Which consists of a horizontal pipe section 20 load is held by the Figure 1 of a pipe clamp 24, which is connected at its apex on bolts 26 with two parallel rods 28th The tie rods 28 hang with eyes 152 on a pivot pin 29 which is provided near the end of an angle lever 30 . This angle lever 30 is rotatably supported by a main pivot 31 which rests in bearings on side plates 33 of a frame. The main pivot is divided and consists of two polished, hardened, coaxial individual pivot pins which lie in phosphor bronze bushings of the cable plates 33 with such a large amount of play that line contact occurs. The frame is attached to a bracket with bolts 35.

Das Gewicht der Rohrlast 20 zieht den Drehzapfen 29 nach unten, so daß sich der Winkelhebel 30 in entgegengesetzter Richtung zum Uhrzeiger um den Hauptdrehzapfen 31 dreht. Diesem Lastdrehmoment entgegen wirkt ein im Uhrzeigersinn drehendes reines Kräftepaar, das durch zwei Druckfedern 36 über zwei Spannstangen 38 und Drehzapfen 43 auf zwei gleich lange weitere Hebelarme 42 des Winkelhebels 30 ausgeübt wird. Die inneren Enden der Federn 36 stützen sich gegen innere Federteller 39, die an den Seitenplatten 33 in als Schraubenbolzen ausgebildeten Zapfen 40 drehbar gelagert sind. Die Außenenden dieser Federn stützen sich gegen äußere Federteller 41 ab, die mit den Spannstangen 38 verbunden sind. Die Zugrichtung der Spannstangen verläuft stets durch die Achsen der zugehörigen Drehzapfen 40. The weight of the pipe load 20 pulls the pivot pin 29 downward so that the bell crank 30 rotates about the main pivot pin 31 in the opposite direction to the clockwise. This load torque is counteracted by a pure force couple rotating clockwise, which is exerted by two compression springs 36 via two tension rods 38 and pivot pins 43 on two further lever arms 42 of the angle lever 30 of equal length. The inner ends of the springs 36 are supported against inner spring plates 39, which are rotatably mounted on the side plates 33 in pins 40 designed as screw bolts. The outer ends of these springs are supported against outer spring plates 41 which are connected to the tie rods 38 . The pulling direction of the tie rods always runs through the axes of the associated pivot pins 40.

Die Einstellung dar wirksamen Hebellänge, mit der die Federn 36, die je nach Größe der Last als einfache oder als konzentrische Doppelfedern 36, 36' ausgeführt sein können, auf den Winkelhebel 30 wirken, erfolgt mit einer Verstellmutter 130, in deren Gewindebohrung die Innenenden von Gewindespindeln 100 eingreifen, deren Augen auf den in Langlöchern der Hebelarme 42 geführten Drehzapfen 43 sitzen. Der zwischen den Rahmenteilen 33 liegende Teil der Aufhängeeinrichtung mit der Tragfähigkeitseinstellvorrichtung ist am besten aus Fig. 2 und 4 zu ersehen.The setting of the effective lever length with which the springs 36, which can be designed as single or concentric double springs 36, 36 'depending on the size of the load, act on the angle lever 30 , takes place with an adjusting nut 130, in the threaded hole of which the inner ends of Engage threaded spindles 100 , the eyes of which sit on the pivot pins 43 guided in elongated holes in the lever arms 42. The part of the suspension device with the load capacity adjustment device lying between the frame parts 33 can best be seen in FIGS.

Der Winkelhebel 30 besteht aus zueinander parallelen Wangen 140 von Y-förnüger Gestalt. Die Hebel 42 sind gleichfalls aus zwei zueinander parallelen Wangen 138 zusammengesetzt. Die Abstände und die Verbindung der beiden Wangenpaare werden durch zwischen ihnen angeschweißte Klötze 142 bzw. Stege 144 gewährleistet (s. Fig. 2).The angle lever 30 consists of mutually parallel cheeks 140 of Y-shaped shape. The levers 42 are also composed of two parallel cheeks 138 . The distances and the connection between the two pairs of cheeks are ensured by blocks 142 or webs 144 welded between them (see FIG. 2).

Der Drehzapfen 31 wird durch zwei Schraubenbolzen 146 gebildet (s. Fig. 4). Auf diesen drehen sich frei die mit Phosphorbronzebuchsen ausgestatteten Seitenwangen 138, die durch Abstandsringe 148 in richtiger Distanz vom Gestell 33 gehalten werden. Die Augen 152 an den Lasttragstangen 28 übertragen die Last über den aus zwei koaxialen Teilen bestehenden Drehzapfen 29 auf die beiden durch das Querstück 150 verbundenen Wangen 140. The pivot 31 is formed by two screw bolts 146 (see Fig. 4). The side cheeks 138, which are equipped with phosphor bronze bushings and are held at the correct distance from the frame 33 by spacer rings 148, rotate freely on these. The eyes 152 on the load-carrying rods 28 transmit the load via the pivot pin 29, which consists of two coaxial parts, to the two cheeks 140 connected by the crosspiece 150.

Der obere Federangriffszapfen 43 durchgreift mit einem Ende einen Durchbruch der einen Rahmenplatte 33 und trägt einen in Richtung des Hebelarmes 42 verlaufenden Zeiger 120 mit einer Skala 128. In dem von dem Zeiger 120 überstrichenen Bereich der Platte 33 sind eine Bogenskala 126 und eine i kreisbogenförmige Bezugslinie 122 vorgesehen. Die Skala 128 zeigt durch ihre Stellung gegenüber der Bezugslinie 122 die Tragfähigkeit der Aufhängeeinrichtung im Verhältnis zu der durch die Federkräfte bestimmten zulässigen Belastung an, während an der Bogenskala 126 die Stellung des Winkelhebels und damit die Lage der Last im Verhältnis zu ihrer Normalstellung ablesbar ist.The upper spring engagement pin 43 extends with one end of an opening of a frame plate 33 and carries a extending in the direction of the lever arm 42 a link 120 with a scale 128. In the path swept by the pointer 120 portion of the plate 33 are an arc scale 126, and a i circular arc-shaped reference line 122 provided. The position of the scale 128 relative to the reference line 122 shows the load-bearing capacity of the suspension device in relation to the permissible load determined by the spring forces, while the position of the angle lever and thus the position of the load in relation to its normal position can be read on the arcuate scale 126.

In den Fig. 1 bis 4 ist außerdem noch eine verstellbare Hilfsfeder45 mit einer weiteren Skala 170 dargestellt. Diese Hilfsfederanordnung dient zum Ausgleich von Abweichungen der Stützkraft, welche durch den nicht genau senkrechten Angriff der Last hervorgerufen werden. Da sie nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, wird sie hier nicht näher erläutert.In FIGS. 1 to 4, an adjustable auxiliary spring 45 with a further scale 170 is also shown. This auxiliary spring arrangement is used to compensate for deviations in the supporting force, which are caused by the not exactly perpendicular attack of the load. Since it is not the subject of the present invention, it is not explained in more detail here.

In Fig. 5, 6 und 7 ist eine abgeänderte Ausführungsform der Aufhängeeinrichtung, die mit Zugfedern ausgestattet ist, wiedergegeben. Teile dieser Aufhängeeinrichtung, deren Arbeitsweise derjenigen der entsprechenden Teile der bereits besprochenen Aufhängeeinrichtung entspricht, sind darin mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Gesamtbauhöhe dieser Aufhängeeinrichtung wird durch die Verwendung von Zugfedern, die sich durch die Federhebelarme 42 hindurch bis in die in Drehzapfen 40 bzw. 43 gelagerten Federsockel 39 bzw. 41 hinein erstrecken, wesentlich verringert.In Fig. 5, 6 and 7, a modified embodiment of the suspension device, which is equipped with tension springs, is shown. Parts of this suspension device, the mode of operation of which corresponds to that of the corresponding parts of the suspension device already discussed, are provided therein with the same reference numerals. The overall height of this suspension device is significantly reduced through the use of tension springs which extend through the spring lever arms 42 into the spring bases 39 and 41 mounted in pivot pins 40 and 43, respectively.

Die Tragstange 28 für die nicht wiedergegebene Last ist hier im oberen Teil gegabelt. Der gegabelte Teil umschließt, an Zapfen 29 des Winkelhebels 30 hängend, mit seinen Armen 174 die Feder 36. Zwecks einfacherer Herstellung ist der dreiarmige Winkelhebel 30, 42, 42 aus den Wangenpaaren 138 und 140 zusammengeschweißt, wobei der Hebelarm 30 durch zwei Querstege 176 und 178 in sich versteift ist (siehe Fig. 5). Die Federhebel 42 werden von angeschweißten Drehzapfen 31 getragen und tragen selbst in Nebendrehzapfen 43 die Federsockel 41 an den inneren Enden der Zugfedern 36, deren äußere Enden über die Federsockel 39 und die mit diesen verbundenen Drehzapfen 40 in den Rahmenplatten 33 .schwenkbar gelagert sind.The support rod 28 for the load not shown is forked here in the upper part. The forked part, hanging from the pin 29 of the angle lever 30 , encloses the spring 36 with its arms 174. For the purpose of simpler manufacture, the three-armed angle lever 30, 42, 42 is welded together from the cheek pairs 138 and 140 , the lever arm 30 being supported by two transverse webs 176 and 178 is stiffened in itself (see Fig. 5). The spring levers 42 are supported by welded pivot pins 31 and themselves carry the spring bases 41 at the inner ends of the tension springs 36 in secondary pivot pins 43 , the outer ends of which are pivotably mounted in the frame plates 33 via the spring bases 39 and the pivot pins 40 connected to them.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Suspension device with an approximately constant load capacity with vertical movements of the load, in particular pipelines subject to thermal expansion, consisting of an angle lever with several arms, which is angularly mounted in a frame on a main pivot, the suspension link for the load and a rotatable in the Frame-mounted spring device which engages the arms via further pivot pins, characterized in that the spring device has two identical springs (36) or groups of springs (36 and 36 ') each rotatably mounted in the frame (33), the lines of action of which run parallel to each other in every position of the angle lever (30), and which are connected via pivot pins (43) to one of two diametrically opposite, equally long lever arms (42) so that the exercised by them, always of the same size, are opposite to each other directed spring forces on the main pivot pin (31) a torque, but no e exert resulting force.

2. Suspension device according to claim 1, characterized in that for the simultaneous and uniform adjustment of the force application points of the two springs (36) on the lever arms (42) with each of the pivot pins (43) guided in elongated holes of the lever arms (42) has a threaded spindle (100) is connected, the inner ends of which engage on opposite sides in the threaded bore of an adjusting nut (130). Documents considered: German Patent No. 682732; British Patent No. 467,273; U.S. Patent Nos. 2,256,784, 2,395,730, 2,568,148, 2,618,449.