DE2351539C3 - Gelenkkompensator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gelenkkompensator für quer zu seiner Achse erfolgende Längenänderungen oder Längenänderungskomponenten an ihm angeschlossener Rohrleitungen, bei dem zwischen zwei Rohrabschnitten wenigstens ein elastisches Rohrteil in Form eines Balges od. dgl. eingebaut ist und die beiden Rohrabschnitte durch mindestens zwei an ihnen befestigte, an der Außenseite des Kompensators angeord-/iiyiihedi!«· j?eki»ppell mikI, die je du·. nnndi'Mens ein l'iiiir Arme besiehe»), wobei die Arme tie«, einen Rohrabschnitt", mit in Rohrhingsrichiung weisenden Vorsprungen versehen sind, die einsprechende Gegenflachen an den Armen des anderen Rohrabschnitt« mi gemeinsamen Oberdeckungsbereich unicr Bildung eines Schwcnklagm hintergreifen und sich unier Zug kraft daran abstützen.

I-in solcher Kompensaior ist beispielsweise durch die Gß-PS 9 00 661 bekanntgeworden. Dabei bilden die Vorsprünge des einen Arms mit den Gegenfliichen des anderen Arms eine Schneidcnlagerung. Durch die Schneidenwirkung kommt es bei hoher Axialbeanspruchung /u örtlich hohen Flachenpressungen. Auch ist im allgemeinen der Schwenkbereich recht begrenzt.

Zwar ist es durch die FR-PS 1303 514 bekanntgeworden, die .Schncidenlagerung durch zwei sich aufeinanderabwiilzende Wiegestücke zu ersetzen. Diese Wiegestücke sind an ihrem äußeren Umfang in einer kreis zylindrischen Bohrung gefuhrt, weshalb es bei Schwenkbewegungen zu einem Ancinanderrcibcn der beiden Wiegestücke relativ zueinander kommt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Arme tines Gelenkkompensators so gelenkig miteinander iu ver binden, daß einerseits auch hohe Zugbeanspruchung zu kemer allzu hohen orihchen Flächenpressung führt und andererseits die Schwenkbewegungen keine Reibungskräfte mehr verursachen. Darüber hinaus soll die Aus bildung und Anordnung der Arme vereinfacht und ihre Gestehungskosten herabgesetzt werden

Diese Auigabe wud ausgehend von einem Gelenkkompensaior der eingangs beschriebenen An erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an jedem Arm jedes Paars mehrere Vorsprünge in Form von längs entgegengesetzt gerichteter, einander berührender Kreisbögen verlaufenden, gleichartigen Abwalz· Verzahnungen angeordnet sind.

Durch diese Abwälzverzahnungen können sich die Arme im Gelenkbereich reibungsfrei aufeinander abwälzen, wobei durch die Verzahnung ein gegenseitiger Formschluß besteht, so daß sich die Arme unter der in Tangentialrichtung der Kreisbögen entstehenden Zugkraftkomponente nicht gegeneinander verschieben können. Auch verteilt sich die Zugbeanspruchung auf eine relativ große Berührfläche, so daß örtliche Druckspitzen vermieden werden. Schließlich können die Arme als einheitliche Teile, beispielsweise Gußteile, sogleich verarbeitungsfertig hergestellt werden, wodurch sich nicht nur deren Herstellungskosten und deren Lagerhaltung verringern, sondern auch die Verarbeitung vereinfacht wird

Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, daß an jedem Arm zwei in Parallelebenen nebeneinanderligende koaxiale Verzahnungen angeordnet sind, deren Zähne um den Betrag einer halben Teilung gegeneinander versetzt sind. Hierdurch ist sichergestellt, daß zumindest eine der beiden Verzahnungen in optimalem Eingriff steht, so daß eine besonders querkraftstabile Abstützung gegeben ist.

Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß die Verzahnungen über den Kreisbögen sinusförmigen Verlauf haben. Größe und Verlauf des erzeugenden Kreises werden so gewählt, daß einerseits die erwünschte Seitenstabilität bzw. Querkraftabstützung herbeigeführt wird, andererseits die unter den auftretenden Zugkräften entstehende Hertzsche Pressung unter der zulässigen Grenze bleibt.

In Weiterbildung der Erfindung ist es zweckmäßig.

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die Achse ι ede* Kreisbogens mit dem frcten ndf des zugeordneten Arms , u&ammenfalti. daU das langsende π lorm eines Halbkreii.es um sine auf der Qucrm.i c lies Arms gelegene Achte abgerundet ist, daß der Radius des Kreisbogens dem doppelien Radius der Abrtindung entspricht, daß die Abrundung jedes ArmSs durch einen sich quer /»™ htnachhanen Ami gviTrtJfifi'g erstrecken»!«¹«. L iorwigen Sieg übergriffen ist und daß iler /um kompcnsakK r.iJtdte Sehe-ke! des Siegs geringen Abstand gegeniitv Jer Abrundung hai. Durch diese ,Maßnahmen sind die miteinander in I-in griff befindlichen Arme zusätzlich gegen K.ppen um eine quer zu ihrer Schwenkachse gelegene Achse gesi chert und es ist außerdem d.titir gesorgt, daß auch gele gentlich bei Aiik"Mrn_f! des l.eitungssvstemj, an Stelle der Zugkräfte .uilneunde Druckkraft abgestützt wer den können

Im Sinne emci kosiengvinstigen Herstellung ist es schließlich vorteilhaft, die Arme als einheitliche, unier einander gleiche liiißicilc aus/iibilden

Es versteht suit von selbst, daß bei Zuggliedern, die an den Rohrabs, hmtien befestigte Arme und ein z.wi Jf₁ J₁ sehen diesen ueueitun abgeordneten Verbindungs 1*5 ^glied. also zwei und mehr lielenksiellcn aufweisen, die erfindungS)',einalUn Maßnahmen entsprechend Anwen

'■- dung finden können

Der (iegenstand ■!»·( I rfindung wird nachfolgend .in -/ Htind ton 'Viisfnhi im>?%bcisptclcii nahci erläutert, die in

der Zeit !">titi£ dai gestellt sind In de Zeichnung /eigt

Fi g 1 ein,Ii hrk.tnntcn Gelenkkompensaior mit eine Gelenkstein- aufweisenden Zuggliedern.

f^; ι g. 2 einen bekannten («elenkkompensator nin , zwei Gelenkstein aufweisenden Zuggliedern.

F ι g. 3 einen Arm eines e'f ndungsgemäßen Zuggliedi in Draufsicht.

Vf 4 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemaß(.s Zugglied im Gelenkbereich der beiden Arme bei gesireckten: Zugglied,

F ι g. 5 eine Draufsicht auf die Gelenkstelle gemäß F ι g. 4 bei ausgelenktem Zugglied und

F ι g. ö eine vereinfachte Darstellung des Gegenstands der F ι g. 5 unter Angabe der bei einer Zugkraft im ein/einen an der Gelenkstelle auftretenden Kräfte

In F ι g. 1 ist ein zum Stande der Technik gehörender GelenKkompensator dargestellt, der zwei mit den Rohrleitungen verbundene Rohrabschnitte 1 und 2 aufweist, die ihrerseits durch einen beispielsweise metallenen Balg 3 miteinander verbunden sind.

Damit dieser Kompensator hohen, auf ihn einwirkenden Zugkräften standhalten kann, unter denen nors maierweise der Balg 3 unzulässig verformi würde, sind

die Rnhrabschnitte durch im ganzen mit 4 und 5 bezeichnete Zugglieder gelenkig miteinander verbunden, > deren über Stege 6 bis 9 beispielsweise angeschweißte

Arme 10 bis 13 in der Mute des Kompensators ineinandergreifen und dort durch einer: Bolzen 14, 15 gelenkig mHeinander verbunden sind.

In F ι g. 2 ist ein solcher Kompensator dargestellt, der zwei Gelenkstellcn aufweist, br sitzt zwischen z.wei ^Ί Rohrleitungsanschlüssen 16 und 17. wobei, wie sich aus

der gestnchelt dargestellten entspannten Lage ergibt, der Anschluß 16 feststehend und der Anschluß 17 in be/uglu h des von 17 ausgehenden Rohrs axialer Richtung quer zur Axialnchtung des Kompensators verschiebbar ist Ähnlich wie der in F ι g. I dargestellte Kompensator hat auch der Kompensator gemäß F ι g. 2 zwei ansi Hlicßende Rohrabschnitt 18 und 19. An diese schließe sich jedoch je ein Balg 20 'ind 21 an.

die ihierseiis vnedv .iuut» einer· ν r>i«'tc(cn RuiiMri Mhniil 72 zueinander verbinden stna An den Ruh aii stnnitten 18 und 19 sind mn I- ι g I vergleichbar Vmc 23 und 24 befestigt, die sich jedoch nicht unniiiie'haf tu gegenseitigem gelenkigem Ein^nif hHmden sondc-i /»Ischen denen cm wctcrer Arm 2ί arijrrortliu-t ϊμ d<?r einerseits mn dem Arm 23 und andererseiu m<t dem Arm 24 :r> gelenkissr Verbindung μο'ίι -Vsn Ί hu·· ist dn. gelenkige VerCirdung durch nol/c 2(S ü'uj 27

in F ι g i IjI cm \rv> 30 ,!emaü der I rl, Mung o.ui-c . Die>er enthalt einstückig einen j.if den «nil ium /usammenwirkcnden Aim 31 hin genchieien Vor sprung 32 (> auch Fig ·ί). mit dem er einen eimpie

«5 chenden Vorspmng 33 des Arms 3f hintergrciit. uobet sich die beiderseitigen Vorsprung 32 bzw 33 unter der an den A men 30 und 3t angreifenden Zugkraft gegen einander abstützen Die beiderseitigen AbMiii/flathen haben dabei je zwei entlang entgegengesetzt ge

■J« krümmten Kreisbogen 34 und 35 (s. auch I ig 5) ν er laufende \bwalz Verzahnungen 36 bis 39. nut denen sie ineinandergreifen und wobei die beiden Verzahnungen 36. 37 hzw 38. 39. die einem der Arme 30 Ivu '31 zu geordnet sind, entlang dem Kreisbogen 34 hzv\ 35 nut der Mittelachse 46 bzw 47 jin eine halbe Teilung ge geneinander versetzt sind Außerdem liegen die \ er zahnungen, wie am besten an Hand der I ι g 4 deutlnIi wird, in Parallelebenen nebeneinander Gemäß den Aus'uhrurgsbeispiel in den 1 ι g i bis 5 ist außerdem das Kndc 40 b/w 41 der Arme 30 Ivm 31 um eine :n deren Querschnitte gelegene Achse 42 bzw 43 abgerundet und es wird leweils von einem Steg 44 b?w. 45 des benachbarten Arms ubcifangen, ^obei die Aniirdnung so getroffen ist. daß andererseits die AcI. .·.

46 und 47 der Kreisbogen 34 jnd 35 mit den luden der ihnen zugeordneten Arme zusammenfallt Dadurch sind die Arme 30 und 31 gegeneinander auch bezüglich Kippens um eine beispielsweise bezüglich F ι g -i senk recht zur Zeichenebene liegende Achse gesichert und es können auch geringfügige Druckkräfte aufgefangen werden, die die beiderseitigen Verzahnungen voneinander abzuheben suchen, weil die den Stegen 44 bzw 45 benachbarten Stirnflachen 45a bzw. 44a den Abrundun gen 40 bzw. 41 mit geringem Abstand gegenuberste hen

In der dargestellten Weise können die die Zugglieder von Gelenkkompensatoren bildenden Arme als unter einander gleiche Bauteile hergestellt werden. l^!m ihre Weiterverarbeitung bzw Anbringung durch den Her· Stellvorgang bereits ebenfalls /\\ erleichtern, kann dabei außerdem vorgesehen sein, daß, wie aus F i g. 3 ersieht lieh, die Arme bezüglich der Rohrabschnitte verbin dungsseitig senkrechte Stege 48 und 49 aufweisen, die sich über beide Oberflächenebenen der Arme hinaus erstrecken und von denen jeweils die Stegteile vor der Verbindung der Arme mn den Rohrabschniticn ent fernt werden, die zur Herstellung der Verbindung nicht erforderlich sind.

F i g 6 zeigt zwei in gegenseitigem Ringriff befindh

<»° ehe Arme in einer gegenüber F i g. 5 gleichen Stellung, jedoch vereinfachten Darstellung. Dabei sind 'lic Neigungen der gemäß F i g. 5 gerade tragenden Verz.ahnungsstellcn zu Traglinien 50 und 51 verlängert, entlang derer die Arme 30 und .31 aneinander anliegen.

^Λ< AuLserdem sei zur einfacheren Betrachtung unterstellt, daß der Arm 30 bei 52 ortsfest angeordnet ist, wahrend auf den Arm 31 eine Zugkraft 53 wirkt. Diese Zugkraft wird an den Traglinien 50 und 51 in

zwei Zugkrafthälften 54 und 55 aufgeteilt, die sich ihrerseits wieder in auf den Arm 30 wirkende Längskräfte 56 und 57 sowie Querkräfte 58 und 59 zerlegen lassen. Wie die Zeichnung ohne weiteres erkennen läßt, sind die Querkräfte 58 und 59 gegenläufig gerichtet.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

PaieninnspruitK*

1. Celenkkompensaior fur ijiicr zu seiner Achse erfolgende Langcnandfimngen oder l.ängeniinde rungskomponenicn an ihm angeschlossener Rohr· leitungen, bei dem zwischen /.πα Rcihrnb^chmiieß wenigstens ein elastisches Rohrieii in [urin eines Balges od. dgl. eingebaut ist und die beiden Rohrabvchniite durch mindestens /.wei an ihnen befestigte. an der Außenseite des Kompensator angeordnet Zugglieder gekoppelt sind, die je aus mindestens ein Paar Arme bestehen, wobei die Arme des einen Rohrabschniits mit in Rohrlxingsrichtung weisenden ■Vorsprüngen versehen sind, die entsprechende Gcgenflachen an den Armen des anderen Rohrabschnitts im gemeinsamen Übcrdeckungsberejch unter Bildung eines Schwenklagers hintergreifen und sich unter Zugkraft daran abstützen, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Arm (30. 31) jedes Paars mehrere Vorsprünge in Form von längs entgegengerichteier einander berührender Kreisbögen (34, 35) verlaufenden, gleichartigen Abwalz· Verzahnungen (36 bis 39) angeordnet sind.

2. Cjelenkkornpensato'' nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Arm (30. 31) zwei in Parallelebenen nebeneinanderliegende koaxiale Verzahnungen (36. 37 bzw. 38. 39) angeordnet sind, deren Zahne um den Betrag einer halben Teilung gegeneinander versetzt sind.

3. Gelenkkompensator nach Anspruch I oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnungen über den Kreisbögen (34, 35) sinusförmigen Verlauf haben.

4. Gelenkkompensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (46, 47) jedes Kreisbogens (34, 35) mit dem freien Längsende des zugeordneten Arms (30, 31) zusammenfällt, daß das Längsende in Form eines Halbkreises um eine auf der Quermitte des Arms gelegene Achse (42, 43) abgerundet ist, daß der Radius des Kreisbogen' (34, 35) dem doppelten Radius der Abrundung (40. 41) entspricht, daß die Abrundung jedes Arms durch einen sich quer zum benachbarten Arm geradlinig erstreckenden, L-förmigen Steg (44, 45) übergriffen ist und daß der zum Kompensator radiale Schenkel (46. 47) des Stegs geringen Abstand gegenüber der Abrundung (40. 4J) hat.

5. Gelenkkompensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Rohrabschnitten (!. 2; 18, 19) zu verbindenden Arme (30, 31) einheitliche, untereinander gleiche Gußteile sind.