DE1811959A1

DE1811959A1 - Zugbelastungsfreie Balgen-Gelenkverbindung

Info

Publication number: DE1811959A1
Application number: DE19681811959
Authority: DE
Inventors: Hughes Robert Alan
Original assignee: Plessey Co Ltd
Current assignee: Plessey Co Ltd
Priority date: 1967-12-02
Filing date: 1968-11-30
Publication date: 1969-07-17
Also published as: GB1242536A; FR1595879A; DE1811959B2; DE1811959C3

Description

Zugbelastungsfreie Balgen-Gelenkverbindung

Die Erfindung betrifft Balgengelenke zur Verbindung von , Rohren oder anderen Leitungselementen und hat zum Ziel, eine Balgenverbindung au schaffen, bei der verbesserte Einrichtungen vorgesehen sind, um die Balgen von einer Zugbeanspruchung zu befreien, die durch einen in Längsrichtung erfolgten Zug erzeugt wird. Eine derartige Zugbeanspruohung wird normalerweise duroh einen Druok innerhalb der Leitung hervorgerufen, wenn die Balgen miteinander verbundener Rohre sioh in Längsrichtung frei bewegen können. Gemäß der Erfindung ist ein Zugentlastungskopf vorgesehen, der eine teilsphärisohe Tragoberfläche aufweist und dieser Zugentlastungskopf wird von einem der beiden Endglieder getragen, die dazu bestimmt sind, starr mit jedem der beiden Rohrelemente verbunden zu werden, und die in axialer Flucht durch einen Balgenleitungsabsohnitt verbunden werden, wobei dieser Kopf mittels eines Schaftes getragen wird, der sioh axial zum Leitungselement zum anderen Endglied hin erstreckt und zwar von der Mitte eines Armkreuzes aus, welches in dem einen Endglied befestigt ist, wobei die teilsphärische Oberfläche zu dem einen Endglied hinweist, während das andere Endglied mit einem Hülsenbauteil ausgerüstet ist, der einen Hohlraum

aufweist,

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aufweist, um den Zugentlaatungskopf aufzunehmen, wohei dieser Htilsenbauteil eine konvexe teilsphäriache Halterungsoberfläohe aufweist, die mit der teilsphäriachen Halterung sola e rf läohe dea Entlaatungskopfes zusammenwirkt, wobei ferner eine mittlere öffnung vorgesehen ist, die sich duroh die Halterungsoberfläche'des Htilsenbauteils erstreckt, um mit Spiel den Schaft des Zugentlastungskopfes aufzunehmen, wobei der Htilaenbauteil von einem Schaft getragen wird, Q der sich koaxial vom anderen Indbauteil erstreckt und in der Mitte eines Armkreusses getragen ist, welches am anderen Endbauteil befestigt ist.

Eine erfindungsgemäße- BalgengQlenkverbindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden· Es zeigen?

lig»"1- eine Äxialsohnittansioht der Gelenkverbindung und

RLg₀ 2 eine Vorderansicht_θ

m Es aei zuerst auf Fig. 1 Bezug genoimnen<, Die Grelenkverbindung weist zwei rohrförmige Endbauteile 1 und 2 auf, die koaxial beispielsweise duroh Sohweißung an benachbarten Enden von zwei Eohren oder anderen Leitungselementen, die nicht dargestellt sind, befestigt werden können, wobei diese Rohre oder Ieitungselemente durch die Gelenkverbindung miteinander verbunden werden sollen_o Weiterhin weist die Gelenkverbindung einen Metallbalgen3 auf, d«r gewölbt ist und der sohraubenförmige Windungen oder benachbart liegende Eingwindungen aufweisen kann und die beiden Enden dieses Balgens sind an die benachbarten Enden der Endbauteile 1 und 2 angeschweißt»

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Um au verhindern, daß ein Druck in der Verbindungsstelle die beiden Endbauteile zusammen mit den Rohrenden oder dergleichen voneinander fortbewegt, und damit die Balgen 3 streckt, sind die beiden Endbauteile 1 und 2 ferner duroh ein Kugel- und Sookelgelenk 4 miteinander verbunden, dessen Kugel- und Soekelabsohnitte von einem Schaft 5 oder 6 getragen sind, der seinerseits sich koaxial von der Mitte eines Armkreuzes 7 oder 8 erstreckt, welches innerhalb der ,Endbauteile 1 und 2 befestigt ist· TJm eine optimale Flexibilität zu erreichen, ist die Mitte der Kugelgelenkverbindung 4 vorzugsweise in der Mitte der länge des Balgens 3 angeordnet.

Der Kugelbauteil beim dargestellten Ausführungsbeispiel, der den Zugentlastungskopf bildet, weist einen Flanachabsohnitt 9 auf, der auf einer Verlängerung 17 des Schaftes sitzt, die einen verminderten Durchmesser hat, wobei diese Verlängerung bei 18 vernietet ist, um den Plansohabschnitt 9 zu halten. Der Umfang dieses Plansohabschnittes 9 ist als Kugelzone ausgebildet, die zum anderen Endabsohnitt 2 hinweist. Ferner ist ein Hing 10 vorgesehen, der gegen eine Schulter anliegt, die durch den Planschabschnitt 9 gebildet wird, und der den Schaft 5 des Bndbauteiles 1 umgibt«, Dieser Ring 10 weist eine Tragoberfläche auf, die als Kugelzone ausgebildet ist, die zum Endbauteil 1 hinweist. Die Kugelzonen an den beiden Abschnitten 9 und 10 sind derart ausgebildet und angeordnet, daß sie einen Teil einer gemeinsamen Kugel bilden, und die Kugelzone des Ringes 10 wird verwendet, um vom Endbauteil 1 auf den anderen Endbauteil 2 in Längsrichtung verlaufende Kräfte zu übertragen, die sonst die neigung hätten, den Balgen 3 auszudehnen. Um die übertragenen in Längsrichtung verlaufenden

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fenden Kräfte aufzunehmen, weist der Schaft 6 eine hohle Hülse oder einen hohlen Sockel auf, der ©inen becherförmigen Abschnitt 11 "und einen Kappenabsohnitt 12 trägt. Der Kappenabsohnitt ist am Beoherabsehnitt beispieleweise mittels Gewinden 13 befestigt und weist einen Hohlraum auf, der eine konkave Kugelzone 14 umsehließt* die mit der Kugelzone des Ringes 10 des Zugentlastungskopfes susammenarbeitet, wobei eine Mittelbohrung 15 der Kappe .12 den äohaft 5 des Sndbauteilea 1 mit einem ausreichenden Spielraum umgibt, damit eine gewünschte Schwenkbewegung dea Schaftes um die gemeinsame Mitte der Kugeloberfläche des Ringes 10 und des Kappenabschnittes 12 stattfinden kann. Der Beßherabsohnitt 11 des Sockels weist eine konkavisohe Kugelzone 16 auf, die mit der konvexen Kugelzon,© des Flansehabschnittes 9. des Schaftes 5 zusammenarbeitet,-wodurch eine Bewegung der beiden Endbauteile 1 und 2 auf-» einander zu verhindert oder begrenzt wird, wobei bei einer derartigen Bewegung der Balgen 3 zusammengedrückt würde.

Aus den figuren der Zeichnung ist zuerkennen, daß, wenn der Kappenbauteil 12 so fest auf den Becherbauteil 11 des Sockels aufgeschraubt ist, daß deren konkave Kugelzone auf einer gemeinsamen Kugel ,liegen, die Kugelgelenkverbindung jegliche Bewegung der beiden Endbauteile 1 und 2 voneinander fort oder aufeinander zu verhindert und lediglioh eine Schwenkbewegung der beiden Endbauteile relativ zueinander ermöglicht. Wenn der Kappenabschnitt 12 teilweise* abgeschraubt ist, wird eine Umwandlung von Schubkräften in Zugkräfte und umgekehrt zwischen den Endbauteilen 1 und des Kugelgelenks ermöglicht, um eine begrenzte Axialverschiebung der beiden Endabachnitte relativ zueinander zu erlauben.

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Aua den Figuren der Zeichnung ist zu erkennen, daß duroh den erfindungsgemäßen Aufbau es ermöglicht wird, daß alle Bauteile, die zur Aufnahme von Längskräften, die auf das Gelenk einwirken bestimmt sind, innerhalb der Leitung angeordnet werden können, und daß äußere Bauteile für diesen Zweck nioht erforderlich sind, Ba die Kugelgelenkverbindung 4 im Raum zwischen den beiden Armkreuzen 7 und 8 angeordnet ist, die sich axial nicht überlappen, wird dadureh der Strömungswiderstand auf ein Minimum herabgesetzt, und es können Kugelgelenkelemente von verhältnismäßig großem Durohmesser verwendet werden, wodurch der Seibungsverschleiß vermindert wird. Ba der Hing 10, der zur Aufnahme der Zugkräfte dient, als Bauteil ausgebildet ist, der vom Flanschabsohnitt 9 des Kugelabschnittes getrennt ist, kann der Hing 10, falls gewünscht, aus einem anderen Material hergestellt werden, beispielsweise aus einem Material, welohes gute iagereigensehaften aufweist, während das Material für den Flansch 9 hauptsächlich wegen der mechanischen Festigkeit ausgewählt wird»

Patentansprüche 909829/1123

Claims

Patentana prtiohe

1. Balgenge!eckverbindung zur flexiblen Verbindung von zwei leitungselementen, gekennzeichnet durch einen Zugentlastungskopf, der eine teilsphärisohe Tragober» fläohe aufweist und der von einem der beiden Endbauteile * die starr mit einem der Leitungselement® verbunden sind und die in ELucht miteinander duroh einen Balgenleitungaabaohnitt verbunden aind» mittels einea Schaftea verbunden iat, der sich axial isum leitungaelement zum anderen Endbauteil hin und zwar von der Mitte eines Armkreusea aus erstreckt ₉ welches in dem einen En&bauteil angeordnet istg wobei die teilsphäriache Oberfläche su dem einen Sndbauteil hinweist ₉ während der andere Endbauteil mit einem Sockelbauteil ausgerüstet ist, der einen Hohlraum aufweist ₉ der den Zugaufnahmekopf aufnimmt und der eine konvexe teilsphärisohe Tragoberflache hat, um mit der teilsphärischen Tragoberfläche des Zugentlaatungskopfea zusammenzuwirken, wobei eine zentrale öffnung sich dureh die Tragoberfläohe des Sookelbanteils erstreckt, um mit Spiel dea Sohaft dea Zugentlastungakopfea aufzunehmen und wobei der ^.ookelbauteil von einem Schaft getragen iat, der sich axial vom anderen Badbauteil aua erstreckt und der von der Mitte eines Armkreiases getragen iat, welches am anderen Endbauteil befestigt ist.

2. Gelenkverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß der Sookelbauteil aus swei Teilen besteht, wobei der eine den Sookelabsohnitt aufweist, um zu ermöglichen, daß die beiden Bauteile um den Zugaufnahmekopf herum zusammengebaut werden können.

U 5« El t 3 / I I A.

Grelenkverbindung nach Anspruch 1 oder 2, daduroh gekennzeichnet, daß der Zugentlastungskopf einen teilsphärisohen Kopfabschnitt aufweist, der am Schaft "befestigt ist und der eine Schulter "bildet, die den Schaft umgibt und die zu dem ersten Endbauteil hinweist und einen Ringabsohnitt, der die teilsphärische Tragoberfläohe bildet, wobei dieser Ringabschnitt den Sohaft umgibt und gegen die besagte Schulter anliegt.

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