DE19533627C1 - Axialkompensator zur Aufnahme von Rohrleitungsdehnungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Axialkompensator zur Auf­ nahme von Rohrleitungsdehnungen mit einem schrauben­ gangförmig oder ringgewellten Balg mit beidendigen An­ schlußteilen zur Verbindung mit weiterführenden Rohr­ leitungen und einem den Balg umgebenden Knickschutz­ rohr, das am Kompensator gegen Axialverschiebung fest­ gelegt ist.

Derartige Axialkompensatoren gestatten, wie gesagt, den Ausgleich von meist temperaturbedingten Längenänderun­ gen der anschließenden Rohrleitungen. Selbstverständ­ lich werden sie gleichermaßen eingesetzt, wenn die an­ schließenden Rohrleitungen aus anderen Gründen während des Gebrauchs eine gegenseitige Axialbewegung ausführen beispielsweise dadurch, daß sie mit einem entsprechend beweglichen Teil verbunden sind.

Der Anschluß des Kompensators an die Rohrleitungen ge­ schieht über mit den Enden des Kompensators verbundene Anschweißflansche oder Schraubflansche, die mit einem inneren oder äußeren Gewinde versehen sind oder einen Bund mit Durchgangsbohrungen für Spannschrauben aufwei­ sen. Die Flanschen sind entweder mit einer endständigen Welle des Balges beispielsweise durch Schweißen verbun­ den oder aber es läuft die Wellung des Balges in ein zylindrisches Wandungsteil aus, an das sich die Flan­ sche anschließen.

In allen Fällen können die Bälge einwandig oder mit mehrlagiger Wandung ausgeführt sein, wobei bei mehrla­ giger Wandung die einzelnen Lagen aus unterschiedlichen Materialien bestehen können, um beispielsweise auf der jeweiligen Seite der Wandung auftretenden korrosiven Einflüssen zu begegnen oder dem Balg hinsichtlich Tem­ peraturbeanspruchung und Flexibilität bestimmte Ge­ brauchseigenschaften zu geben.

Vorstehend ist immer nur von einem Balg die Rede. In Frage kommen selbstverständlich auch Anordnungen mehrerer axial hintereinander geschalteter Bälge, die über zwischengeschaltete Rohrstücke miteinander verbun­ den sind. Ebenso kommen konzentrisch ineinander ange­ ordnete Bälge in Frage.

In allen genannten Fällen kann das Bedürfnis bestehen, ein seitliches Ausknicken des Balges oder der Bälge unter der Axialbewegung zu verhindern, damit auf diese Weise eine möglichst gleichmäßige Aufnahme der Axialbe­ wegung durch alle Wellen des Balges oder der Bälge stattfindet. Hierzu geht man beispielsweise gemäß DE-PS 5 28 415 oder DE-OS 21 23 101 so vor, daß mit einem der Anschlußflansche das eingangs genannte Knick­ schutzrohr verbunden wird, was in der Regel durch Ver­ schweißen von Anschlußflansch und diesem zugeordnetem Ende des Knickschutzrohres geschieht. Dabei wird der radiale Abstand zwischen Außendurchmesser des Balges und Innendurchmesser des Knickschutzrohres sehr gering oder auch größer gewählt je nachdem, welche Ausweichbe­ wegung dem jeweiligen Balg gestattet werden kann.

Diese bekannte Bauform ist arbeitsintensiv und kost­ spielig. Es muß wenigstens einer der Anschlußflansche des Balges in besonderer Weise ausgebildet werden, um mit dem zugeordneten Ende des Knickschutzrohres zusam­ menzupassen, wobei oftmals auch dieses Ende des Knick­ schutzrohres einer besonderen Formgebung bedarf. Dar­ über hinaus ist die Schweißarbeit durchzuführen bei be­ reits vormontiertem Balg mit Anschlußflanschen, so daß bei der genannten Verschweißung besondere Sorgfalt er­ forderlich ist, um nicht die vormontierten Teile zu be­ einträchtigen. Schließlich müssen solche Axialkompensa­ toren mit Knickschutzrohr auf Lager gehalten werden, wobei oftmals bei Anforderung einer bestimmten Baugröße Kompromisse hinzunehmen sind, um nicht für den Einzel­ fall den Mehraufwand für eine Sonderfertigung zu trei­ ben.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Axialkompen­ sator mit Knickschutzrohr der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß sich seine Herstellung wesentlich vereinfacht und verbilligt sowie die Anbringung eines Knickschutzrohres insbesondere auch für eine Einzelan­ fertigung ohne Probleme und besondere Fertigungskennt­ nisse möglich ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Knickschutzrohr mit einem zwischen seinen beiden axialen Enden gelegenen Abschnitt seiner Längser­ streckung wenigstens mittelbar formschlüssig mit minde­ stens einem Wellental des Balges in Eingriff ist.

Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen besteht nunmehr die Möglichkeit, das Knickschutzrohr in einfacher Weise auf den Balg zu stecken, um es dann an einem kurzen Ab­ schnitt mit der Welle des Balges in formschlüssigen Eingriff zu bringen. Auf diese Weise entfällt jegliche Schweißarbeit und es ist auch keine besondere Anpassung der mit dem Balg verbundenen Anschlußflanschen an das Vorhandensein eines Knickschutzrohres erforderlich. Das Knickschutzrohr ist also quasi fliegend auf dem Balg gelagert und kann in seiner Länge wunschgemäß bemessen werden je nachdem beispielsweise, ob es nur die reine Knickschutzaufgabe erfüllen soll oder auch eine zusätz­ liche Schutzfunktion gegenüber mechanischen äußeren Einflüssen übernehmen soll.

Insbesondere aber für die immer wieder vorkommende Ein­ zelanfertigung läßt sich der Gegenstand der Erfindung mit Vorteil verwenden, indem ein passender, mit An­ schlußflanschen versehener Axialkompensator gewählt werden kann, auf dem dann ohne große Umstände ein pas­ sendes Knickschutzrohr schnell und mit einfachen Mit­ teln gegen axiale Verlagerung festlegbar ist.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß nunmehr auch geringe gegenseitige Kippbewegungen der Rohrleitungen zulässig sind, da sich die damit einhergehende Biegung gleichmäßig über die gesamte Balglänge verteilen und so der Balg über seine Länge auch dadurch gleichmäßig be­ ansprucht sein kann. Eine solche Möglichkeit war bei der bekannten Bauform ausgeschlossen.

Zweckmäßigerweise ist für den üblichen Fall vorgesehen, daß der Abschnitt an der Längsmitte des Knickschutzroh­ res angeordnet ist. Er kann jedoch in besonderen Fällen auch außerhalb der Längsmitte des Knickschutzrohres an­ geordnet sein beispielsweise dann, wenn, wie eingangs erläutert, mehrere Bälge über Zwischenrohrstücke axial hintereinander geschaltet sind, so daß nicht unbedingt ein Balg gerade in der Längsmitte des alle Bälge über­ greifenden Knickschutzrohres positioniert sein muß.

Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, daß der form­ schlüssige Eingriff zwischen Balg und Knickschutzrohr durch radiale Eindrückungen des Knickschutzrohres ge­ bildet ist, die sich an der entsprechenden Stelle durch einfache Werkzeuge von außen anbringen lassen. Dabei kann aber auch vorgesehen sein, daß der formschlüssige Eingriff durch wenigstens eine umlaufende, nach radial innen gerichtete Sicke des Knickschutzrohres gebildet ist, wobei die Sicke nichts anderes darstellt als eine unbegrenzte Zahl in Umfangsrichtung nebeneinander liegender Eindrückungen. Eine solche Sicke kann bei­ spielsweise durch ein einfaches Rollwerkzeug angebracht werden, nachdem das Knickschutzrohr über den Balg ge­ schoben ist.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß der Ab­ schnitt wenigstens einen die Wandung des Knickschutz­ rohres durchtrennenden Einschnitt aufweist und daß in den Einschnitt eine in das Wellental ragende Befesti­ gungsfeder nach Art eines Sprengringes unverlierbar eingerastet ist. Dabei kann vorteilhafterweise die Be­ festigungsfeder im wesentlichen U-förmig ausgebildet und aus Draht geformt sein, wobei es zweckmäßig ist, daß die Befestigungsfeder mit wenigstens einem Teil außen am Knickschutzrohr anliegt und mit wenigstens einem Teil in das Wellental ragt. Auf diese Weise ist die Befestigungsfeder einfach und billig ausgebildet, wobei insbesondere dafür gesorgt ist, daß sie nicht nennenswert über den Außenquerschnitt des Knickschutz­ rohres vorsteht und dadurch eventuell im Wege ist.

Der insoweit beschriebene Gegenstand der Erfindung eig­ net sich für Axialkompensatoren sowohl aus Metall als auch aus Kunststoff, was gleichermaßen für das Knick­ schutzrohr gilt. So kann beispielsweise ein Axialkom­ pensator aus Metall mit einem Knickschutzrohr aus Kunststoff versehen werden und umgekehrt. In diesen Fällen ergibt sich bei geeigneter Kunststoffwahl gleichzeitig ein gewisser gegenseitiger Schutz gegen Reibungsverschleiß, der im übrigen allgemein auch durch geeignete Beschichtung wenigstens eines der Bauteile mit einem verschleißmindernden Material erreicht werden kann, durch die auch eine Geräuschdämpfung erzielbar ist.

Was die Länge des Knickschutzrohres betrifft, so kann diese der gewellten Balglänge entsprechen aber auch kürzer oder länger sein je nachdem, wie der spezielle Aufgabenbereich für das Knickschutzrohr aussieht. Ins­ besondere die Verwendung von Knickschutzrohren mit der gewellten Länge des Balges entsprechender oder kürzerer Länge und die damit mögliche Materialersparnis sind aber erst durch Anwendung des Gegenstandes der Erfin­ dung möglich geworden.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen, die auf der Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 einen Axialkompensator mit einem Knickschutz­ rohr länger als die gewellte Länge des Balges;

Fig. 2 einen Balg mit gegenüber seiner Länge kürzerem Knickschutzrohr und

Fig. 3 einen Axialkompensator mit zwei konzentrisch ineinander angeordneten Bälgen und auf diesen angebrachten Knickschutzrohren.

Fig. 1 zeigt einen Axialkompensator mit einem Balg 1, an dem endständig zwei koaxiale, hohlzylinderische An­ schweißflansche 2, 3 befestigt sind dadurch, daß innen­ liegende Wellenkrempen 4, 5 mit den diesen benachbarten Stirnkanten der Anschlußflansche 2, 3 verschweißt sind.

Über den Balg 1 ist ein Knickschutzrohr 6 geschoben, an dessen Längsmitte danach eine radial nach innen gerich­ tete Sicke 7 angebracht wurde, die in ein Wellental 8 des Balges 1 wenigstens teilweise hineinragt und da­ durch das Knickschutzrohr 6 am Balg 1 gegen Axialver­ schiebung sichert.

Der Innendurchmesser des Knickschutzrohres 6 ist im vorliegenden Falle etwas größer als der Außendurchmes­ ser des gewellten Teiles des Balges 1, so daß der Balg nur eine entsprechend geringe Ausknickbewegung ausfüh­ ren kann, wenn die nicht dargestellten, mit den An­ schweißflanschen 2, 3 verbundenen weiterführenden Rohr­ leitungen sich axial aufeinander zu bewegen. Das ge­ nannte Radialspiel zwischen Knickschutzrohr 6 und Balg 1 kann dabei größer oder kleiner so gewählt werden, wie es dem Balg 1 eine Ausknickbewegung zulassen soll. Im äußersten Fall kann das Spiel nahe Null sein, so daß der Balg 1 über seine ganze Länge immer koaxial zu den Flanschen 2, 3 bleibt.

Wie ersichtlich, ist beim Gegenstand gemäß Fig. 1 das Knickschutzrohr 6 länger als die gewellte Länge des Balges 1. Dies kann zweckmäßig sein, um den Balg und dessen Verbindungsbereiche mit den Flanschen 2, 3 gegen äußere mechanische Einflüsse, Verschmutzung etc. zu schützen.

Fig. 2 zeigt nur einen Balg 10 ohne weiterführende An­ schlußflansche, die man sich jedoch entsprechend dem allgemeinen Stand der Technik leicht vorstellen kann. Der Balg 10 ist von einem Knickschutzrohr 11 umgeben, das wieder im Bereich seiner Längsmitte mit einer radial nach innen gerichteten Sicke 12 in ein Wellental 13 des Balges 10 eingreift und dadurch axial festgelegt ist. Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist nun das Knick­ schutzrohr 11 kürzer als die Länge des Balges 10, was zur wirksamen Verhinderung eines Ausknickens des Balges 10 durchaus ausreichend sein kann, da dieses Ausknicken am ehesten im mittleren Bereich der Balglänge stattfin­ den wird. Andererseits ist das Knickschutzrohr 11 durch seine Kürze materialsparend, was in dieser Form bei be­ kannten Bauformen nicht erreichbar war wegen der dort notwendigen Verschweißung des Knickschutzrohres mit wenigstens einem der Anschlußflansche.

Schließlich zeigt Fig. 3 die koaxial ineinander ge­ schachtelte Anordnung zweier Bälge 15, 16, die endstän­ dig in aus der Darstellung ersichtlicher und bekannter Weise dicht mit Anschlußflanschen 17, 18, 19 verbunden sind, wobei die Flanschringe 18, 19 wiederum bei 20 miteinander verschweißt sind.

Jeder der Bälge 15, 16 trägt auf der Außenseite ein Knickschutzrohr 21 bzw. 22, die wiederum jeweils mit einer radial nach innen gerichteten Sicke 23 bzw. 24 in entsprechende Wellentäler 25 bzw. 26 der zugehörenden Bälge 15, 16 eingreifen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sitzt die jeweili­ ge Sicke 23, 24 an sich wieder in der Längsmitte des jeweiligen Knickschutzrohres 21 bzw. 22, was deutlich wird, wenn man sich die verkürzte zeichnerische Dar­ stellung des Bauteils, die durch die strichpunktierten Linien 27 angedeutet ist, fortdenkt. Auch hier sind im übrigen wieder die Knickschutzrohre 21, 22 wie im Falle der Fig. 2 kürzer als die gewellte Länge der Bälge 15, 16.

Bei allen Ausführungsformen können die Bauteile aus Metall bestehen, wie dies üblicherweise der Fall ist. Es besteht jedoch je nach Anwendungsfall auch die Mög­ lichkeit der Ausbildung aus Kunststoff insbesondere für die Knickschutzrohre, die an sich neben der Stützfunk­ tion keine weiteren Aufgaben zu erfüllen haben, dann aber durch geeignete Materialauswahl helfen können, ge­ genseitigen Reibungsverschleiß zu mindern. Dies kann im übrigen aber auch durch geeignete Beschichtung wenig­ stens eines der Bauteile mit einem verschleißmindernden Material erreicht werden, durch das sich gleichzeitig eine gewisse Geräuschdämpfung ergeben kann.

Claims (12)

1. Axialkompensator zur Aufnahme von Rohrleitungsdeh­ nungen mit einem schraubengangförmig oder ringgewellten Balg mit beidendigen Anschlußteilen zur Verbindung mit weiterführenden Rohrleitungen und einem den Balg umge­ benden Knickschutzrohr, das am Kompensator gegen Axial­ verschiebung festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Knickschutzrohr (6, 11, 21, 22) mit einem zwi­ schen seinen beiden axialen Enden gelegenen Abschnitt seiner Längserstreckung wenigstens mittelbar form­ schlüssig mit mindestens einem Wellental (8, 13, 25, 26) des Balges (1, 10, 15, 16) in Eingriff ist.

2. Axialkompensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt an der Längsmitte des Knickschutzroh­ res (6, 11, 21, 22) angeordnet ist.

3. Axialkompensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt außerhalb der Längsmitte des Knick­ schutzrohres angeordnet ist.

4. Axialkompensator nach einem der An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der formschlüssige Eingriff durch radiale Ein­ drückungen des Knickschutzrohres gebildet ist.

5. Axialkompensator nach einem der An­ sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der formschlüssige Eingriff durch wenigstens eine umlaufende, nach radial innen gerichtete Sicke (7, 12, 23, 24) des Knickschutzrohres (6, 11, 21, 22) gebildet ist.

6. Axialkompensator nach einem der An­ sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt wenigstens einen die Wandung des Knickschutzrohres durchtrennenden Einschnitt aufweist und daß in den Einschnitt eine in das Wellental ragende Befestigungsfeder nach Art eines Sprengringes unver­ lierbar eingerastet ist.

7. Axialkompensator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsfeder im wesentlichen U-förmig aus­ gebildet und aus Draht geformt ist.

8. Axialkompensator nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsfeder mit wenigstens einem Teil außen am Knickschutzrohr anliegt und mit wenigstens einem Teil in das Wellental ragt.

9. Axialkompensator nach einem der An­ sprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Knickschutzrohres der gewellten Balg­ länge entspricht.

10. Axialkompensator nach einem der An­ sprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Knickschutzrohres (11, 21, 22) kürzer als die gewellte Balglänge ist.

11. Axialkompensator nach einem der An­ sprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg mit Anschlußteilen und/oder das Knick­ schutzrohr und/oder die Befestigungsfeder aus Metall oder Kunststoff bestehen.

12. Axialkompensator nach einem der An­ sprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg und/oder das Knickschutzrohr auf den ein­ ander zugewandten Oberflächen mit einem verschleißmin­ dernden und/oder geräusch- bzw. schwingungsdämpfenden Material beschichtet sind.