DE2151091C3 - Stoß- und Schwingungsdampfer zwischen einer Rohrleitung und einem Festpunkt - Google Patents

Description

21 5!

Erfindung.

In den Unteransprüchen 2 bis 6 sind für die Aufgabenlösung vorteilhafte und förderliche Weiterbildungen beansprucht, bei denen Gestaltungsmerkmale durch den soeben genannten Stand der Technik teilweise bekannt sind.

Durch diese Konstruktion des Stoß- und Schwin gungsdämpfers werden nicht nur die bisher bei hydraulischen Dämpfern auftretenden Nachteile vermieden, sondern auch die Möglichkeit geschaffen, Ober ein und denselben Übertragungsweg entweder den Ausgleich einer temperaturbedingten Rohrlängsbewegung durch eine Querbewegung zu vollziehen, oder eine temperaturbedir.gte Querbewegung des Rohres auszugleichen

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieler näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. I eine Seitenansicht eines Stoß- und Schwin-Gelnebe 30 enthält ein Paar in Abstand angeordneter Lager 31, die auf der Platte 12 befestigt sind und eine Schraube 32, die eine Verlängerung des starren Teils 28 darstellt und in den Lagern 31 drehbar gelagert ist. Das Gelriebe 30 enthält ferner eine Mutter 33, die mit der Schraube 32 zusammenwirkt. Ferner ist ein Ptw Drucklager 34,34 vorgesehen, die zwischen den Lagern 31 und den entsprechenden Enden der Mutter 33 liegen. Das Getriebe 30 arbeitet mit geringer Reibung.

An der Mutter 33 angebracht und mit ihr drehbar ist ein Kegelrad 35, das mit einem Kegelrad 36 kämmt, welches auf einem Ende einer Welle 37 sitzt. Diese Welle 37 ist in :wei im Abstand liegenden Lagern 38 gelagert, die an der Platte 12 befestigt sind. Auf dem anderen Ende der Welle )7 sitzt ein Stirnrad 40, das mn dem breiten Zahnrad 14 im Eingriff ist.

Zur kurzen Beschreibung der Wirkungsweise der beschriebenen Ausführungsform sei zunächst angenommen, tiaß sich die Teile in der in Fig. I dargestellten

gungsdämpfers, der mit einer Rohrleitung und einem zo Lage befinden. Bei dieser Luge oder einer anderen Lage staiionären Bauteil verbunden ist, der Teile zueinander die.it der Anschlußteil R-X

Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Seitenanvdit einer innerhalb der durch den Aufbau gegebenen Grenze als anderen Ausfünrungsform des Stoß- und Schwingungs- starre Abstützung zwischen dem stationären Bauteil 10 dämpfers, _ _ und der Rohrleitung Il und sdiut/i die Rohrleitung Il

wirksam gegen Stoße. Schwingungen od. dgl.

Aus I 11? 1 ist ferner ersichtlich, daß der Stoß- und Schwingungsdämpfer eine normale Bewegung der Rohrleitung Il gegenüber dem stationären Bauteil IO zuläßt, und daß dabei die Stui/einheit RX unabhängig solchen Bewegung weiterhin als starre

Fig-3 eine der Fig. 1 ähnliche Seitenansicht einer dritten Ausführungsform des Stoß- und Schwingungsdämpfer und

F i g. 4 eine Schnittansicht de Linie 4-4 in F i g. j.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß der dargestellte Stoß- und Schwingungsdämpfer einerseits mit einem stationä ren Bauteil 10 und andererseits mit einer Rohrleitung 11 verbunden ist. Der Stoß- und Schwingungsdämpfer besteht aus einem Stoß-Dämpfungs-SchraubgetrieLx.' S-X, einer starren Stützeinheit R-X und einer Steuereinheit C X.

Das Stoß-Dämpfungs-Schraubgetriebe 5-1 besieht bei diesem Ausführungsbeispiel aus einer ebenen Platte 12 mit einem Flansch 13, der im rechten Winkel zur Platte 12 verläuft und an der Rohrleitung 11 befestigt ist.

Die starre Stützeinheit RX enthält ein breites Zahnrad 14, das auf jeder Seite in je einem Lager 15 gelagert ist. Die beiden Lager 15 sind mittels Haltern 16 an der Platte 12 befestigt. Koaxial zum Zahnrad 14 sind auf beiden Seiten Gewindespindeln 17 und 18 mit von einer

Abstutzung dient. Wenn sich beispielsweise die Rohrleitung 11 infolge Temperaturänderungen normalerweise in Fig. I nach rechts bewegt, bewirkt sie dadurch cmc axiale Bewegung des starren Teils 28 und der Schraube 32 in einer Richtung und mithin ein Drehen der Rader 35, 36,40 und 14 in entsprechendem Drehsinn. Dies bewirkt dann ein Drehen der beiden Gewindespindel 17 und 18 in einer Drehrichtung, so daß die wirksame Länge des Anschlußteils R-X um einen Betrag vergrößert wird, welcher der Entfernung entspricht, um die sich die Rohrleitung 11 nach rechts bewegt hat.

Der Su:ß- und Schwingungsdämpfer arbeitet in umgekehrter Weise, wenn sich die Rohrleitung nach

„_u, _r — ._ umgekehrter Weise, e

gegenläufigem Gewinde vorgesehen. Die Gewindespin- ₄₅ links bewegt, wobei die wirksame Länge des Anschlußdl 17 kö it dem Zahnrad 14 aus einem Stück tl RX m nen gleichen Beirag vermindert

dein 17 können mit dem Zahnrad 14 aus einem Stück bestehen oder am Zahnrad 14 befestigt sein, so daß sie mit diesem zusammen drehbar sind.

Die Gewindespindel 17 ist in das Gewinde einer Sackbohrung 20 an einem Ende einer ersten Stange 21 eingeschraubt, die an ihrem anderen Ende mittels eines g teils R-X um einen gleichen Beirag vermindert.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform besteht aus einem Träger S-2, einem Stoß-Dämpf ungs-Schraubgetriebe Rl und einem Stcuertei! Cl.

Der Träger Sl besteht aus einer ebenen Platte 41 mit Flansch 42. der im rechten Winkel zur Platte 41 verläuft und an dem stationären Bauteil 50 befestigt ist. Das

l i bi

Zapfens 22 mit einem Halter 23 gelenkig verbunden ist, und an dem stationären Bauteil 50 befestigt ist. uas

der am Bauteil 10befestigt ist. In gleicher Weise ist die Stoö-Dämpfungs-Schraubgemebe Rl enthalt ein brei-

G. windespindel 18 in das Gewinde einer Sachbohrung tes Zahnrad 43, das an jedem Ende mit einem starren

24 an einem Ende in einer zweiten Stange 25 55 Käfig 44 mit Öffnung 45 versehen ist. Das Zahnrad 43

eingeschraubt, die an ihrem anderen Ende mittels eines und die Käfige 44 bilden zusammen ein einheitliches

Zapfens 26 mit einem Halter 27 gelenkig verbunden ist. Ganzes. Jeder Käfig 44 hat eine kreisförmige dicke

der an der Rohrleitung U befestigt ist. Stirnwand 46, die drehbar in einem Lager 47 gelagert ist,

Die Steuereinheit C-X besteht aus einem starren Teil das an der Platte 41 befestigt ist. Die Stirnwände 46 sind

28 und einem Getriebe 30. Der als Stange ausgebildete 60 mit Gewindebohrungen 48 versehen, die koaxial zum

starre Teil 28 ist an seinem nicht dargestellten Ei.de mit Zahnrad 43 liegen.

der Rohrleitung Ii verbunden, so daß er sich axial Der Käfig 44 auf der linken Seite des Zahnrads 43 ist

gegenüber der Rohrleitung 11 bewegt, wenn diese sich mit dem stationären Bauteil 10 durch mehrere

ihrerseits in Abhängigkeit und direkt proportional zu Einzelteile verbunden, nämlich einen Haltei 50, ein

Te-Tiperaturänderungen bewegt. 65 Verbindungsstück 51 und eine Gewindespindel 52. Der Das Getriebe 30 dient dazu, die Längsbewegung des Halter 50 ist an dem stationären Bauteil befestigt, und

starren Teils 28 in eine Drehbewegung von Teilen mit dem einen Ende des Verbindungsstücks 51 mittels

umzuwandeln, die noch beschrieben werden. Das eines Zapfens 53 gelenkig verbunden. Das Vcrbindungs-

stück 51 hat am anderen Ende einen breiten Kuppelteil 54 mit einer öffnung 55. Die Gewindespindel 52 geht durch eine Bohrung in der Stirnwand des Kuppelteils 54 hindurch und ist in die Gewindebohrung 48 der Stirnwand 46 des Käfigs 44 eingeschraubt. Ein Vierkantkopf 56 der Gewindespindel 52 befindet sich in der öffnung 55, ist jedoch gegenüber dem Kuppelteil 54 nicht drehbar. Die Gewindespindel 52 trägt Verriegelungsmuttern 57 und 58, die in der öffnung 45 des Käfigs 44 liegen. to

Der Käfig 44 auf der rechten Seite des Zahnrads 43 ist durch eine gleiche Anordnung von Einzelteilen mit der Rohrleitung 11 verbunden, nämlich einen Halter 60, ein Verbindungsstück 51, eine Gewindespindel 61 und ein Paar Verriegelungsmuttern 62 und 63. Die Gewindespindeln 52 und 61 haben gegenläufiges Gewinde.

Die Steuereinheit C-2 enthält ein Getriebe 64. das dem Getriebe 30 nach F i g. 1 entspricht, eine Schraube 65, eine Mutter 66 und ein Stirnrad 67, das mit der Mutter 66 zusammen drehbar ist und mit dem Zahnrad 43 kämmt. Der nicht mit Gewinde versehene Teil der Schraube 65 ist mit einer Anschlußlasche 68 versehen, die mittels Zapfen 69 mit einem Halter 70 gelenkig verbunden ist.

Wie aus Fig.2 ersichtlich ist. dient der dargestellte Stoß- und Schwingungsdämpfer als dauernde starre Abstützung unabhängig von der Lage der Rohrleitung 11 gegenüber dem .«,tationären Bauteil 10. Bei diesem Ausführungsbeispiel spricht die Schraube 65 direkt auf thermische Bewegungen der Rohrleitung 11 in der einen oder anderen Richtung an und verursacht gleiche und ausgleichende Änderungen in der wirksamen Länge des Stoß-Dämpfungs-Schraubgetriebes Ä-2. Die Verriegeiungsmuttern 57, 58 und 62, 63 werden bei der Installation auf den Gewindespindcln 52 und 61 so eingestellt, daß sie die Vergrößerung der wirksamen Länge des Stoß-Dämpfungs-Schraubgetriebes Ä-2 auf einen Wert begrenzen, der der normalen Maximalbewegung der Rohrleitung ίί nach rechts entspricht. Dieser Zustand tritt ein, wenn die Verriegelungsmuttern 57 und 63 an den entsprechenden Stirnwänden 46 der Käfige 44 zur An'sgc kommen, !n gleicher Weise wird die normale Maximalbewegung der Rohrleitung nach links durch Anlage der Stirnwände 46 an den entsprechenden Kuppelteilen 54 begrenzt.

Der in Fig.3 und 4 dargestellte Stoß- und Schwingungsdämpfer enthält ein^n Träger S-I ein StoÖ-Dämpfungs-Schraubgetriebe R-3 und eine Steuereinhei! C-3.

Der Träger .9-3 ist auch hier eine ebene Platte 71 mit Flansch 72, der im rechten Winkel zur Platte 71 verläuft und am stationären Bauteil i0 befesligl ist.

Das StoO-Dämpfungs-Schraubgetriebe R-3 enthält ein Paar Halter 73, 74, die jeweils am starren Bauteil 10 und an der Rohrleitung (1 befestigt sind. Ein Verbindungsstück 75 ist mit einem Ende mittels Zapfen 76 am Haller 73 gelenkig angebracht. Das andere Ende des Verbindungsstücks 75 ist an einem Kasten 77 befestigt, dessen gegenüberliegende Stirnwand 78 eine Bohrung 80 aufweist, die senkrecht zur Achse des Zapfens 76 verläuft, der das Verbindungsstück 75 mit dem Halter 73 verbindet. Das Stoß-Dämpfungs-Schraubgetriebe R-3 enthält ferner ein Paar breite Zahnräder 82 und 83, die auf je einer Seite der Stirnwand 78 liegen. Diese Zahnräder 82 und 83 sind mit mittleren Gewindebohrungen versehen, die mit der Bohrung 80 der Stirnwand 78 fluchten. Eine Gewindespindel 84 ist in die Gewindebohrungen der Zahnräder 82 und 83 eingeschraubt. Ein Ende dieser Gewindespindel 84 ist mit dem Halter 74 mittels Zapfen 85 gelenkig verbunden, während auf das andere Ende ein Paar Verriegelungsmuttern 86 und 87 aufgeschraubt sind. Zur Verbindung mit dem Halter 74 ist die Gewindespindel 84 mit einer Lasche 88 versehen.

Die Steuereinheit C-Z besteht aus einem Getriebe 90, das etwa dem Getriebe 64 nach Fig. 2 entspricht, einer Schraube 91, einer Mutter 92 und einem Paar in Abstand liegende Stirnräder 93 und 94, die auf der Mutter 92 sitzen und mit ihr drehbar sind. Die Zahnräder 93 und 94 kämmen mit den Zahnrädern 82 bzw. 83. Die Schraube 91 ist mittels eines Zapfens 95 mit einen? Halter 96 gelenkig verbunden, der an der Rohrleitung 11 befestig' ist.

Wie bei den Ausführungsbeispielen nach F i g. 1 und 2 dient auch der Stoß- und Schwingungsdämpfer nach F i g. 3 und 4 dauernd als starre Abstützung unabhängig von der Lage der Rohrleitung 11 gegenüber dem stationären Bauteil 10. Entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 spricht die Schraube 91 direkt auf thermische Bewegungen der Rohrleitung 11 in der einen oder anderen Richtung an und bewirkt gleiche und ausgleichende Änderungen der wirksamen Länge des Stoß-Dämpfungs-Schraubgetriebes R-3. Die Verriegelungsmuttern 86 und 87 werden auf der Gewindespindel 84 beim Installieren des Stoß- und Schwingungsdämpfers so eingestellt, daß s»ie die Vergrößerung der wirksamen Länge des Stoß-Dämpfungs-Schraubgetriebes /7-3 auf einen Wert begrenzen, der der normalen Maximalbewegung der Rohrleitung nach rechts entspricht. Dieser Zustand tritt ein, wenn die Verriegelungsmutter 86 am Zahnrad 82 zur Anlage kommt. Bei der normalen Maximalbewegung der Rohrleitung U nach links wird diese durch Anlage des Zahnrads 83 an der Lasche 88 begrenzt.

Der Stoß- und Schwingungsdämpfer nach F i g. 3 und 4 weist ein Paar voneinander unabhängige Zahnräder 82 und 83 auf. Selbstverständlich können diese beiden Zahnräder miteinander zu einem einzigen Zahnrad vereinigt werden, und zwar durch ein rohrförmiges Verbindungsstück, das durch die Bohrung 80 hindurchgeht, in diesem Fall kann entweder das Zahnrad 93 oder das Zahnrad 94 wegfallen, wobei das verbleibende Zahnrad mit dem entsprechenden Zahnrad 82 bzw. 83 zusammenwirkt.

Hierzu 1 Blatl Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche: und an ihrem anderen finde einen Bewegungsbegrenzungsanschlag (86,87) aufweist.

1. Stoß- und Schwingungsdämpfer zwischen einer Rohrleitung und einem Festpunkt, an dem die* Rohrleitung aufgehängt bzw. abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfer aus einem Getriebeaufbau (32-4Oj 6H~-67; 91 -94) mit Stoß-Dämpfungs-Schraubtricben und zusätzlich Stirnradtrieben oder kombinierten Stirnrad-Kegelradtrieben besteht, wobei die Getriebeübersetzungen und Schraubtrieb-ßewegungsgrenzpunkte so gewählt sind, daß zusätzlich zur Stoß- und Schwingungsdämpfung über denselben Getriebezug ein Ausgleich von temperaturbedingten Längsbewegungen oder Querbewegungen des Rohres (11) stattfindet, wobei im ersten Fall die Roh; längsbewegung in eine Querbewegung umgesetzt wird und im zweiten Fall die Querbewegung des Rohres (11) eine ausgleichende Veränderung des Abstandes zwischen Rohr(ll)und Festpunkt (10)erwirkt.

2. Stoß- und Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoß-Dämpfungs-Schraubtriebe (R-X) aus zwei gegenläufigen Gewindespindeln '*!, 18) und mit diesen im Eingriff stehenden Hülsen (21, 25) bestehen, deren geschlossene Enden über Drehbolzen (22, 26) mit dem Festpunkt (10) und dem Rohr (11) in Schwenkverbindung stehen.

3. Stoß- und Schwingungsdämpfer nach Anspruch

1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoß-Dämpfungs-Schraubtriebe (Λ-2) aus zwei gegenläufigen Gewindespindeln (52, 61) und mit diesen im Eingriff stehenden Käfigen (44) und Kupplungsteilen (54) bestehen, wobei letztere über Drehbolzen (53) mit dem Festpunkt (10) beziehungsweise der Rohrleitung (11) gelenkig verbunden sind.

4. Stoß- und Schwingungsdämpfer nach Anspruch

2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindeln (17,18) an ihren nicht mit den Hülsen (21,25) im Eingriff stehenden Enden durch ein drehbar gelagertes Zahnrad (14) fest verbunden sind, das mit einem Zahnrad (40) des kombinierten Stirnrad-Kegelradtriebes im Eingriff steht, der durch einen in Querrichtung des Rohres (11) verlaufenden Zugstab (28) über einen Spindeltrieb (30) antreibbar ist.

5. Stoß- und Schwingungsdämpfer nach Anspruch

3, dadurch gekennzeichnet, daß die Käfige (44) der beiden Gewindespindeln (52, 61) durch ein koaxial zu den Gewindespindeln angeordnetes Zahnrad (43) fest miteinander verbunden sind, das mit einem parallelen Zahnrad (67) eines Schraubtriebes (64) kämmt, dessen Gewindespindel (65) über einen parallel zu den Gewindespindeln (52, 61) liegenden Zugstab gelenkig mit dem Rohr (11) verbunden ist

6. Stoß- und Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoß-Dämpfungs-Schraubentriebe zwei parallele Gewindespindeln (91, 84) aufweisen, von denen die eine über einen Gelenkbolzen (95) mit dem Rohr (11) und über eine auf einem mit dem Festpunkt (10) starr verbundenen Träger (71) festgelegte Hülse (92) und mit der Hülse drehfest verbunden, parallele Zahnräder (93, 94) mit parallelen Zahnrädern (82, 83) auf der anderen Gewindespindel (84) im Eingriff steht, welche an ihrem einen Ende ebenfalls durch einen Geienkbolzen (85) mit dem Rohr (11) verbunden ist Die Erfindung geht aus von einem Stoß- und Schwingungsdämpfer zwischen einer Rohrleitung und einem Festpunkt an dem die Rohrleitung aufgehängt bzw. abgestützt ist.

ίο Rohr'situngen unterliegen Wärmedehnungen in Abhängigkeit von äußeren Temperatureinflüssen und von dem transportierten Gut auf die Rohrleitungswandung übertragenen Wärmemengen. Ferner sind sie Stoß- und Schwingungsbelastungen ausgesetzt, beispielsweise

hervorgerufen durch Erdbeben, Windeinflüsse, schnellschließende Ventile, Flüssigkeitsschläge und dergleichen. Es ist nun bekannt (US-PS 29 05 415), tempcraturbedingte Rohrlängsbev-egungen in Querbewegungen umzusetzen, um entstehende Belastungen aussngleichen, wobei ebenfalls bekannt is. (DT-Gbm 19 20 244), einen solchen Ausgleich auch ohne Verwendung von Federn im Bewegungsweg durchzuführen. Es ist auch bereits bekanntgeworden, auf die Rohrleitung einwirkende Stoßkräfte durch einen Schraubbpindeltrieb hart abzufangen (US-PS 24 71 857). Es ist bisher aber nicht gelungen, sowohl durch Temperaturschwankungen bedingte Rohrlängsbewegungen als auch durch Stöße und Schwingungen hervorgerufene Belastungen durch eine Konstruktion aufzufangen die eine mechanische Schraubtriebdämpfung einerseits mit einem Längsoder Querbewegungsausgleich andererseits in fortschrittlicher Weise kombiniert, wobei insbesondere die Nachteile der Überwachung und die unvermeidbaren Leckverluste hydraulischer Stoß- und Schwingungsdämpfungssysteme für Rohrleitungen vermieden werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin. Dämpfer der im Oberbegriff des Anspruchs 1 als bekannt vorausgesetzten Art insoweit zu verbessern, daß Überwachungsarbeiten und Has Auffüllen von Flüssigkeit von Zeit zu Zeit und ähnliche umständliche Handhabungen vermieden werden, so daß die Vorrichtungen in der Wartung vereinfacht werden, wobei ußerdem noch zusätzlich entweder eine temperaturbedingte Rohrlängsbewegung oder eine temperaturbedingte Rohrquerbewegung ausgeglichen werden und dies mit einer kompakten, raumsparenden Konstruktion erreicht wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Gestaltungsmerkmale vorgesehen.

Es ist zwar durch die US-PS 24 7Ί 857 eine Stoß- und Schwingungsdämpferkonstruktion bekanntgeworden, bei der die Dämpfung über Schraubtriebteile erfolgt; es ist zwar ferner durch die US-PS 29 05415 eine Rohraufhängungskonstruktion bekanntgeworden, bei der eine temperaturbedingte Rohrlängsbewegung über eine Getriebeübertragung in eine ausgleichende Querbewegung umgesetzt wird; es ist zwar ferner durch das DT-Gbm 19 20 244 eine Konstruktion bekanntgeworden, bei der eine temperaturbedingte Rohrlängsbewegung über einen Getriebezug ohne Feder in eine Querbewegung umgesetzt wird; und es sind auch Konstruktionen bekanntgeworden, bei denen Rohrquerbewegungen durch Getriebeteile übertragen werden (US-PS 30 33 506, 29 81 512 und 2945 656), jedoch sind die jeweiligen technischen Verhältnisse bei diesem Stand der Technik ganz anders gelagert als bei der