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Räumlich beweglicher Längenausgleicher für Rohrleitungen Die Erfindung
bezieht sich auf einen Längenausgleicher zum Aufnehmen von relativen Lageveränderungen
von zwei oder mehreren Rohrleitungen zueinander, die in Leitungssystemen gegeneinander
in Bewegung sind, d. h. sowohl in Achsrichtung als auch quer dazu, wie zum Beispiel
in Kühlsystemen die Rohrleitungsverbindung Motor/Kühler oder in Hydraulikanlagen
vom Vorratsbehälter zur #iimpe.
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Bei einem bekannten Längenausgleicher liegt auf den beiden miteinder
verschiebbar zu verbindenden Rohrleitungsenden eine Manschette auf, die mittels
verhältnismäßig voluminöser, elastiv er Dichtungsmittel an den Rohrleitungsenden
angreifen.
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Durch eine äußere Verspannung wird der erforderliche Anpreßdruck für
die einwandfreie Abdichtung erzeugt.
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Hierdurch ist ein begrenzter Winkel- und Längenausgleich nur insoweit
möglich, wie es das jeweilige elastische Dichtungsmaterial zuläßt (bei Gummidichtungen
begrenzte Walkbeanspruchung innerhalb des Dichtungsmaterials).
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Des weiteren besteht die Gefahr, daß bei einem Winkelausschlag des
elastischen Verbinders durch die Anpressung der Dichtung auf dem Rohrleitungsende,
das Dichtungsmaterial zwangsläufig unter die metallenen Teile (Dichtungshalter bzw,
Hülse) geschoben werden kann. Demzufolge tritt dann ein Abquetschen der untergeschobenen
Gummiteile ein.
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Bei Winkelausführung des elastischen Rohrleitungsverbiniers, z.
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B. 9O0-Krümmer, tritt, bedingt durch erhöhte Geschwindigkeit und Richtungsänderung
des Durchflußmediums eine Rückstoßkraft auf die zwangsläufig versucht, den elastischen
Rohrleitungsverbinder vom Rohrende abzuziehen. Diese Abzugskraft muß von der Dichtung
aufgenommen werden, oder es muß der elastische Rohrleitungsverbinder abgestützt
werden. Bei Verwendung von verzahnten Federringen besteht zusätzlich noch die Gefahr
der Oberflächenverletzung der Rohrleitungsenden, was eine schädliche Kerbwirkung
zur Folge haben und außerdem einer Korrosionsmöglichkeit Vorschub leisten kann.
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Treten im Rohrleitungssystem Schwingungen auf, so besteht zusätzlich
die
Gefahr, daß durch Massenbewegung des elastischen Rohrleitungsverbinders die Dichtungen
zu hoch beansprucht werden, wcdurch ein Leckwerden auftreten kann. Außerdem ist
bei der Montage ganz besondere Sorgfalt beim Schließen des Dichtbandes aufzuwenden,
da die Dichtung nur eine begrenzte Anpressung auf dem Rohrleitungsende aufnehmen
kann (Fließgrenze des Dichtungsmaterials).
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Der konstruktive Aufbau eines solchen bekannten elastischen Verbinders
hat den weiteren I#acht ii, daß zwischen Rohrende und Hülse ein Zwischenraum entsteht,
der Verschmutzun~:en zuläßt, die sich schädlich auswirken.
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Abschließend ~sei noch bemerkt, daß bei elastischen Verbinders dieser
Art nur ein niedriger Betriebsdruck wegen der bereits ausgeführten Nachteile zulässig
ist.
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Bei einem anderen bekannten Verbinder un Langenausgleicher ist anstelle
des V-Dichtbandes eine Überwurfmutter vorgesehen, die die gleichen Nachteile zur
Folge hpt, wie sie bei dem beschriebenen Verbindertyp vorlie#en.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt, einen Längenausgleicher zu schaffen,
der die bereits beschriebenen Nachteile anderer Ausführungen beseitigt und Relativbeweguneen
sowohl in Achsrichtung der zu verbindenden Rohrleitunben als auch quer dazu auszugleichen
vermag,
und der auch bei Schwingungsbeanspruchung einwandfrei arbeitet.
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Zur Lösung dieser Aufgabenstellung sieht die Erfindung vor, daß bei
einem räumlich beweglichen Längenausgleicher der eingangs genannten Art die Manschette
nur in Achsrichtung verschiebbar auf dem Rohrstück gelagert und geführt ist und
daß einerseits das Rohrstück und andererseits die Manschette je mit einem Gelenkstück
verbunden sind.
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Gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Manschette nahe
ihrem freien Ende mindestens eine Ringnut zur Aufnahme mindestens eines Dichtungselementes,
z. B. eines O-Ringes aufweisen, das an der äußeren Mantelfläche des Rohrstückes
angreift.
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Die Gelenkstücke können als Kugelgelenke in bekannter Weise aus gebildet
sein. Die Erfindung schlägt jedoch auch eine besondere Lösung für die Ausbildung
dieser Gelenkstücke vor.
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Der Vorteil der Erfindung liegt im wesentlichen darin, daß der räumlich
bewegliche Längenausgleicher an beiden Enden in ein Gelenkstück übergeht und außerdem
eine Teleskop-Anordnung in Form einer Verschiebehülse aufweist, die aus dem Rohrstück
und der übergeworfenen Manschette besteht. Dadurch ist es möglich, den Rohrendenversatz
sowohl hinsichtlich des Winkelausschlages
als auch in Bezug auf
die dadurch zwangsläufig entstehende Längenveränderung für die in der Praxis vorkommenden
Fälle vollständig auszugleichen. Außerdem kann der Längenausgleicher gemäß der vorliegenden
Erfindung bei entsprechender Dimensionierung für alle erforderlichen Druckbereiche
eingesetzt werden.
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Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen,
daß durch die bereits erwähnte Kugelgelenk-Ausführung des Längenausgleichers eine
wesentlich kürzere Baulänge möglich ist und keine Torsionsbeanspruchungen innerhalb
des Rohrleitungssystems auftreten können.
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Des weiteren ist infolge des konstruktiven Aufbaues gemäß der erfindung
beim Längenausgleicher die Medienführung besonders günstig.
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Außerdem können wegen der Ku#elkopfausführUng des #ängenausgleiciiers
die Rohrenden nicht abgezogen werden. Die Teleskopanordnung der Erfindung kann eine
Abzugssicherung in Form eines Endanschlages aufweisen, so daß zum Beispiel bei einer
Erümmer-Ausbildung des Längenausgleichers bei entsprechender Leitungsverlegung ein
Abziehen nicht möglich ist. Dieser Endanschlag kann unterschiedlich gestaltet sein.
Bei einer Ausführung der Erdindung kann als solcher eine äußere Abdichtmanschette
dienen, die an dem Gelenkstück befestigt ist, das auch das Rohrstück
trägt.
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Die Dichtungen sind so angeordnet, daß sie nur den auftretenden Mediumsdruck
aufzunehmen haben. Durch die Kugelkopf-Ausführung des Längenausgleichers können
auch höhere Schwingungen aufgenommen werden, ohne daß die Dichtungen wesentlich
höher belastet werden.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden
Beschreibung und den Ansprüchen.
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Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnungen beispielsweise
näher erläutert, und zwar zeigen: einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen
Längenausgleicher in seiner Ruhelage und Figur 2 : einen Schnitt entsprechend Figur
1 in einer ausgelenkten Lage.
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Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind beiderseits
des eigentlichen erfindungsgemäßen Iiängenausgleicher Kugelgelenke angeordnet. Identische
Teile beider Kugelgelenke sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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An einem Anschlußstück 1 mit einem Außengewinde ist mittels eines
Gewindes
eine Gelenkkugel 2 befestigt. Das Anschlußstück weist nahe seinem äußeren Ende eine
Freifläche 3 auf, in der ein O-Ring 4 abdichtend zwischen Anschlußstück und Kugel
gehalten ist.
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Die Kugel 2 greift in eine Lagerschale 5 ein, die mittels eines Dichtungsringes
7 in einer Ringnut 8 der Lagerschale 5 gegenüber der Außenfläche der Kugel 2 abgedichtet
ist. Die Halterung der Kugel 2 in der Lagerschale 5 erfolgt mittels einer tberwurfmutter
9, die eine kugelige Lagerfläche für den Angriff an der Kugel 2 aufweist.
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Die Lagerschale 6 in dem Gelenkstück am anderen Ende des Längen ausgleichers
unterscheidet sich von der Lagerschale 5 nur geringfügig, kann aber im Prinzip genau
gleich der Lagerschale 5 ausgebildet werden.
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In der Lagerschale 5 ist mittels Gewindeverbindung ein iìohrstück
10 gehaLten, während an der Lagerschale 6 eine manschette 11 gehalten ist.
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Die Gewindeverbindung zwischen dem Rohrstück 10 und der Lagerschale
5 ist mittels eines Dichtungsringes 13 in einer Ausnehmung 12 abgedichtet.
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In entsprechender Weise erfolgt die Abdichtung der Gewindeverbindung
zwischen
der Manschette 11 und der Lagerschale 6 mittels eines Dichtringes 15 in einer Ausnehmung
14.
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Die Manschette 11 ist mit enger Passung zu dem Außendurchmesser des
Rohrstückes gearbeitet.
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tt--e dem freien Ende der Manschette 11 ist eine Ringnut 16 ausge
bildet, in der ein Dichtring 17 eingelegt ist. Dieser Dichtring übernimmt die Abdichtung
zwischen dem Rohrstück 10 und der Manschette 11.
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Statt dieser einen Abdichtung nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel
können zwischen dem Rohrstück 10 und der Manschette 11 mehrere Abdichtungen vorgesehen
werden.
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Zur verbesserten Führung ist mit der Lagerschale 5 über eine Gewindeverbindung
eine Außenmanschette 18 verbunden. Der Innendurchmesser dieser Außenmanschette 18
ist so gearbeitet, daß er mit enger Passung an einer Gleitfläche 19 anliegt, die
von einem Wulst nahe dem Ende der Manschette 11 gebildet wird.
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An der Außenmanschette 18 ist eine Gleitfläche 20 an einem Wulst nahe
ihrem freien Ende ausgebildet, die an der Außenfläche der Manschette angreift.
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Die genannten Wülste an der Manschette und an der Außenmanschette
verhindern
zugleich, daß die Manschette 11 ungewollt von dem Rohrstück 10 ganz abgezogen werden
kann.
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Die Länge der Außenmanschette 18 wird zweckmäßig nach dem jeweiligen
Anwendungsfall gewählt.
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Während Figur 1 einen erfindungsgemäßen Längenausgleicher in seiner
gestreckten Ausgangslage zeigt, ist dieser in Figur 2 in einer ausgelenkten Stellung
dargestellt. Es ist ersichtlich, daß die Gelenkstücke an den beiden Enden des eigentlichen
Längen ausgleichers zusammen mit der Verschiebbarkeit zwischen dem Rohrstück 10
und der Manschette 11 einen Ausgleich zwischen großen radialen Auslenkungen an beiden
Enden gestatten. Der Winkel dieser Auslenkung kann leicht bis auf 300 gebracht werden.
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Er hängt im wesentlichen von der Konstruktion der Kugelgelenke beziehungsweise
der Ausbildung ihrer Einzelteile ab.
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Es ist aus der Darstellung weiterhin ersichtlich, daß keiner der vorgesehenen
Dichtringe auf Scherung oder Biegong beanspruch wird. Alle Dichtungen haben lediglich
den Druck des durchströmen den mediums aufzunehmen.
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Der Innendurchmesser der Manschette 11 wird zweckmäßig so gewerilo,
daß keine Beeinflussung der Strömung des Mediums im Überwrantsbereich zwischen dem
Rohrstück 10 und dem mit der Manschette verbundenen Anschlußstück 1 entstehen kann.
imine Drosselstelle
in diesem Bereich, d. h. eine Stelle mit kleinerem
Durchmesser, wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ohne weiteres vermieden.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt; vielmehr können Einzelheiten dem jeweiligen Verwendungszweck angepaßt
werden, ohne vom grundsätzlichen Erfindungsgedanken abzuweichen.