DE2207872A1 - Gelenk-kompensator - Google Patents

Description

27.1.1972 Hannemann ZPP/H/Kli - / 245

INDUSTRIE-WERKE KARLSRUHE AUGSBURG Aktiengesellschaft

7500 Karlsruhe Gartenstr. Jl

Gelenk - Kompensator

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufnehmen und Ausgleichen von Winkeländenmgen in Rohrleitungen, welche über einen ihnen gemeinsamen Metallbalg od. dgl. miteinander verbunden sind„ wobei das Verbinden des Metallbalges mit den Rohrleitungen durch Swischenfügen korrespondierend ausgebildeter Glieder, wie etwa rotaticnssymmetrischer Anschweißenden od. dgl. ₁ erfolgt«

Kompensatoren zum Aufnehmen und Ausgleichen von Längen- und/ oder Winkeländerungen, die beispielsweise durch thermische

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Einflüsse.oder aber durch Druckänderungen des zu transportierenden Mediums flüssiger bzw. gasförmiger Konsistenz hervorgerufen werden, sind in der Technik seit langem bekannt.

Mit der vorliegenden Erfindung sollen Gelenk-Kompensatoren weitergebildet und verbessert werden. Bekannte Gelenk-Kompensatoren erfordern im allgemeinen einen nicht unerheblichen baulichen Aufwand, der sich dann vor allem verteuernd auf das Endprodukt auswirkt, wenn eine Anzahl von Einzelteilen spanender und/oder spanloser Verformung bedarf, da hierzu in jedem Falle recht kostspielige Vorrichtungen und Bearbeitungs-Werkzeuge, ganz abgesehen von den zugehörigen Bearbeitungsmaschinen, erforderlich sind.

Bekannte Gelenk-Kompensatoren sind üblicherweise im wesentlichen nach zwei Grundprinzipien aufgebaut:

Während das eine Prinzip von einer Außenverspanung mittels Bolzen, Kloben und Zugankern bzw. Zugstangen ausgeht, macht das andere Prinzip unter Benutzung ähnlicher Teile von der Innenverspannung Gebrauch, wenn nicht sogar für besondere Anwendungsfälle Sonderkonstruktionen Anwendung finden müssen.

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Dem Fachmann ist es ohne weiteres erklärlich, daß nach den vorstehenden Prinzipien aufgebaute Gelenk-Kompensatoren zudem auch in dem Maße störanfällig sind wie sie eine Vielzahl von Einzelteilen, insbesondere solche verschleißanfälliger Art, aufweisen.

Unter Berücksichtigung dieser und auch der schon weiter vorn erwähnten Erkenntnisse fertigungstechnischer Art hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, einen nach rationellen Gesichtspunkten gestalteten, in Aufbau und Wirkungsweise überaus einfachen und daher praktisch verschleißfreien Gelenk-Kompensator zu schaffen, der zudem bei seiner Herstellung so gut wie keiner spanenden und/oder spanloser Verformüngsarbeit bedarf, sieht man von dem Metallbalg und der unumgänglich notwendigen Schweißarbeit ab.

Nach dem Willen der Erfindung wird diese Aufgabe im wesentlichen dadurch gelöst, daß das Aufnehmen und Ausgleichen von Winkeländerungen durch zwei achsmittig im Inneren des Metallbalges angeordnete, in ihrer Ergänzung zueinander beugefähige, nach Art von Kettengliedern verschränkte Mittel erfolgt, welche unlösbar mit im Inneren der Anschweißenden befestigten stegartigen Rippen verbunden sind.

In überaus einfacher und sinnvoller Ausgestaltung dieses Erfindungsmerkmales sieht die Erfindung weiterhin vor, daß die

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in ihrer Ergänzung zueinander beugefähigen Mittel im wesentlichen aus U-förmigen Bügeln rotationssymmetrischen oder elliptischen Querschnitts bestehen.

Im Sinne einer einfachen und störunanfalligen Ausgestaltung wurde selbstverständlich auch den weiteren Erfindungsmerkmalen entsprechende Aufmerksamkeit gewidmet:

So sieht ein anderes Merkmal der vorgeschlagenen Erfindung vor, daß die stegartigen Rippen nach Art eines Kreuzes im Inneren der Anschweißenden angeordnet sind, um auf diese Weise eine gute Verteilung der auftretenden Kräfte zu erreichen. Diese Ausbildungsweise gestattet an insgesamt acht Kanten eine Schweißverbindung zwischen den stegartigen Rippen und der rotationssymmetrischen Innenfläche des Jeweiligen Anschweißendes.

Ein weiteres Erfindungsmerkmal besteht ferner auch darin, daß die stegartigen Rippen in Richtung der U-förmigen Bügel abgeschrägt sind, was einerseits das Verbinden zwischen dem Rippenkreuz mit dem zugehörigen U-förmlgen Bügel mittels Schweißen begünstigt und erleichtert, andererseits aber auch einen relativ großen Beugewinkel des Kompensators gewährleistet.

Abgerundet und vervollkommnet wird die vorgeschlagene Erfindung einem letzten Merkmal zufolge schließlich auch noch dadurch, daß die U-förmigen Bügel unter einem Winkel von 45° an den stegar-

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tigen Rippen befestigt sind, derart, daß sie sioh kettengliedartig ergänzen.

Es ist einleuchtend und überzeugend zugleich, daß mit dem Gelenk-Kompensator nach der Erfindung eine Reihe beträchtlicher Vorteile einhergeht, die insbesondere dann sichtbar hervortreten, wenn man sie etwa in Beziehung zu den schon bekannten Gelenk-Kompensatoren bringt:

Der erfindungsgemäße Gelenk-Koinpensator ist in seinem Aufbau überaus einfach und billig, da seine Einzelteile keiner nennenswerten Bearbeitung spanabhebender und/oder spanloser Art bedöirfen. Die wenigen Bauteile, die der Gelenk-Kompensator noch erfordert, sind zudem praktisch verschleißfrei.

Darüberhinaus ist der erfindungsgemäße Gelenk-Kompensator von der Baugröße her kleiner als ein entsprechender Gelenk-Kompensator mit Außenverspannung, was eine Verringerung des notwendigen Einbauraumes und damit der beim Kunden anfallenden Kosten für Raumbedarf bzw.Erdaushub mit sich bringt.

Selbstverständlich erschöpfen sich die Vorteile des vorgeschlagenen Kompensators nicht allein schon im Vorstehenden, da er sich auch in funktioneller Hinsicht vorteilhaft von den schon bekannten Gelenk-Kompensatoren abhebt:

So 1st in diesem Zusammenhang erwähnenswert, daß die Kraft-Überleitung innerhalb des Kompensators auf einfachste Weise

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über die als Stützkonstruktion ausgebildete Innenverspannung und die U-förmig ausgebildeten Gelenkbügel in der Achsmitte des !Compensators erfolgt. Des weiteren zeigt sich die relativ große Beugefähigkeit des Kompensators von beträchtlichem Vorteil, da nur ein einziger Drehpunkt vorhanden ist, der zugleich den geometrischen Mittelpunkt des Balges bildet.

Infolge der stegartigen Rippenkonstruktion der Innenverspannung erfolgt auch eine gleichmäßigere Beanspruchung der Anschweißenden bei der Aufnahme der Reaktionskräfte, wodurch schließlich auch die Ovalität der Anschlußrohre in tragbaren Grenzen bleibt.

Die nach Art von Kettengliedern sich ergänzenden U-förmigen Bügel werden lediglich auf Zug, Flächenpressung und Scheren beansprucht, allenfalls auftretende Biegekräfte bewegen sich jedoch in äußerst geringen Grenzen. In gleicher Weise werden auch die in den Anschweißenden angeordneten Innenverspannungen auf Zug bzw. auf Druck, nicht aber auf Biegung beansprucht; die Aufnahme der Zug- bzw. Druckkräfte durch die Innenverspannung wird über den kreuzartigen Verbund der Rippen begünstigt, die sich gegenseitig abstützen. Infolge der kreuzweise symmetrischen Rippenanordnung wird schließlich auch der freie Rohrquerschnitt nur geringfügig gemindert, so daß das in der Rohrleitung zu transportierende Medium relativ ungehindert strömen kann.

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In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt, ohne sich in diesem allgemein zu erschöpfen. Dabei zeigt

Fig. 1 den Gelenk-Kompensator in Seitenansicht mit zum Teil aufgebrochen dargestelltemMetallbalg, und

Fig. 2 den Gelenk-Kompensator nach Fig. 1 in Vorderansicht.

Der Metallbalg od. dgl. 1 ist bei den Punkten la mit den Anschweißenden 2, 2a verbunden. Im Inneren der Anschweißenden 2, 2a sind kreuzweise stegartige Rippen 2, 2ä eingeschweißt, die im Inneren des Metallbalges 1 mit Schrägen versehen sind. Durch diese Schrägen wird das Beugen des Kompensators begünstigt.

Das Verbinden der zueinander symmetrischen Kompensator-Hälften erfolgt durch die nach Art von Kettengliedern verschränkten ü-förmigen Bügel 4, 4a, welche unter einem Winkel von 45° an den stegartigen Rippen 3, 5a angeschweißt sind.

Ist der Gelenk-Kompensator in eine -nicht dargestellte- Rohrleitung eingeschaltet und hat er Winkeländerungen aufzunehmen, so erfolgen diese durch eine Relativbewegung der beiden Kom-

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pensatorhälften zueinander um die kettengliedartig miteinander verschränkten U-förmlgen Bügel, die zugleich den geometrischen Mittelpunkt des gesamten Gelenk-Kompensators bilden.

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Claims (5)

1. Patentansprüche

   1·) Vorrichtung zum Aufnehmen und Ausgleichen von Winkeländerungen in Rohrleitungen, welche über einen ihnen gemeinsamen Metallbalg od. dgl. miteinander verbunden sind, wobei das Verbinden des Metallbalges mit den Rohrleitungen durch Zwischenfügen korrespondierend ausgebildeter Glieder, wie etwa rotationssymmetrischer Anschweißenden od. dgl. erfolgt,

   dadurch gekennzeichnet., daß das Aufnehmen und Ausgleichen von Winkeländerungen durch zwei achsmittig im Inneren des Metallbalges (1) angeordnete, in ihrer Ergänzung zueinander beugefähige, nach Art von Kettengliedern verschränkte Mittel (4, 4a) erfolgt, welche unlösbar mit im Inneren der Anschweißenden (2, 2a) befestigten stegartigen Rippen (5, 5a) verbunden sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet, daß die in ihrer Ergänzung zueinander beugefähigen Mittel im wesentlichen aus ü-förmigen Bügeln (4, 4a) rotationssymmetrischen oder elliptischen Querschnitts bestehen.

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3. 3· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stegartigen Rippen (3, Ja) nach Art eines Kreuzes im Inneren der Anschweißenden (2, 2a) angeordnet sind.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß die stegartigen Rippen (3, 3a) in Riohtung der U-förmigen Bügel (4, 4a) abgeschrägt sind.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmigen Bügel (4, 4a) unter einem Winkel von 45° an den stegartigen Rippen (3, 3a) befestigt sind, derart, daß sie sioh kettengliedartig ergänzen.

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