DE2616633C3 - Joint compensator - Google Patents

Joint compensator

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DE2616633C3 DE19762616633 DE2616633A DE2616633C3 DE 2616633 C3 DE2616633 C3 DE 2616633C3 DE 19762616633 DE19762616633 DE 19762616633 DE 2616633 A DE2616633 A DE 2616633A DE 2616633 C3 DE2616633 C3 DE 2616633C3
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Udo 7530 Pforzheim Erlenmayer
Reinhard Dipl.-Ing. 7540 Arnbach Gropp
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L27/00—Adjustable joints, Joints allowing movement
    • F16L27/08—Adjustable joints, Joints allowing movement allowing adjustment or movement only about the axis of one pipe
    • F16L27/0849—Adjustable joints, Joints allowing movement allowing adjustment or movement only about the axis of one pipe the fluid being turned through an angle when passing from one joint element to another
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Mutual Connection Of Rods And Tubes (AREA)

Description

erwiesen, daß der Zapfen die konkave und die Bohrung die ballige, in den Bohrungsquerschnitt ragende Umfangskontur aufweist. Dabei kann die ballige Umfangskontur der Bohrung einen kleineren, zu gleichen Teilen beidseits der Längsachse der Arme angeordneten Winkelbereich einnehmen als die konkave Umfangskontur des Zapfens.proved that the tenon is the concave and the bore the convex circumferential contour protruding into the bore cross-section. The convex Circumferential contour of the bore a smaller, equal parts on both sides of the longitudinal axis of the arms occupy arranged angular range than the concave circumferential contour of the pin.

Hier ist für die Bemessung der Winkelbereiche immer nur wesentlich, daß diese gerade noch ein Zusammenstecken des Gelenkes in verdrehtem Zustand vor dem Anschweißen der Arme ermöglichtFor the dimensioning of the angular areas, it is only essential that they just stick together of the joint in a twisted state before the arms are welded on

Besonders vorteilhaft ist es, daß der Durchmesser des Zapfens und der größere der Bohrung, die Balligkeit der Umfangskontur der Bohrung sowie der Winkeibereich der balligen Umfangskontur der Bohrung einerseits und der konkaven Umfangskontur des Zapfens andererseits derart bemessen bzw. aufeinander abgestimmt sind, daß der Zapfen nur in einer um wenigstens den halben Betrag des Winkelbereiches seiner konkaven Kontur gegenüber der Längsachse des die Bohrung aufweisenden Armes geschwenkten Position in die Bohrung einsteckbar ist In diesem Falle ergibt sich für jedes Armpaar im eingebauten Zustand auch dann eine formschlüssige Gelenkverbindung mit tragender Funktion und Verhinderung von Reibung zwischen den Armen des Paares, wenn der Kompensator nicht unter Innendruck, also die Armpaare unter Zugbelastung stehen.It is particularly advantageous that the diameter of the pin and the larger of the bore, the crowning of the Circumferential contour of the bore and the angular area of the spherical circumferential contour of the bore on the one hand and the concave circumferential contour of the pin, on the other hand, are dimensioned or matched to one another in such a way that the pin only in a by at least half the amount of the angular range of its concave contour relative to the longitudinal axis of the arm having the bore pivoted position into the bore can be plugged in. In this case, there is also one for each pair of arms when installed form-fitting joint connection with load-bearing function and prevention of friction between the Arms of the couple when the expansion joint is not under internal pressure, i.e. the arm pairs under tensile load stand.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung ihrer Jo Darstellung in der Zeichnung. In der Zeichnung zeigtFurther features and details of the invention emerge from the following description of their Jo Representation in the drawing. In the drawing shows

Fig. 1 einen Gelenkkompensator in Seitenansicht:Fig. 1 shows a joint compensator in side view:

Fig. 2 den Gelenkkompensator gemäß Fig. 1 in Draufsicht;FIG. 2 shows the joint compensator according to FIG. 1 in a top view; FIG.

F i g. 3 einen Arm mit Bohrung in Draufsicht; 3ίF i g. 3 shows an arm with a bore in plan view; 3ί

Fig.4 den Arm gemäß Fig. 3 in Seilenansicht, teilweise geschnitten;4 shows the arm according to FIG. 3 in a cable view, partially cut;

F i g. 5 ei^en Arm mit Zapfen in Draufsicht undF i g. 5 egg ^ en arm with pin in plan view and

F i g. 6 den Arm gemäß F i g. 5 in Seitenansicht.F i g. 6 the arm according to FIG. 5 in side view.

Gemäß den F i g. 1 und 2 besteht der Gelenkkompensaior aus endständigen Rohrabschnitten 1 und 2. die durch ein elastisches Rohrteil in Form eines Balges 3 miteinander verbunden sind. Die Rohrabschnitte 1 und 2 tragen an ihren freier. Enden Anschlußflansche 4 und 5.According to FIGS. 1 and 2 are the joint compensators of end pipe sections 1 and 2, which are supported by an elastic pipe part in the form of a bellows 3 are connected to each other. The pipe sections 1 and 2 wear their free. Ends of connecting flanges 4 and 5.

Auf diametral einander gegenüberliegenden Seiten der Rohrabschnittel und 2 sind an diese Arme 6,7 und 8, 9 angeschweißt, deren Längsachse 10,11 im Normalzustand parallel zur Rohrachse liegt und die sich mit ihren freien Enden überdecken. In diesem Überdeckungsbereich bilden die Arme eine Gelenkverbindung dadurch, daß die Arme 7, 9 eine Bohrung für mit den Armen 6, 8 fest verbundene Zapfen 12,13 aufweisen.On diametrically opposite sides of the pipe sections and 2 are on these arms 6, 7 and 8, 9 welded, whose longitudinal axis 10, 11 in the normal state lies parallel to the pipe axis and which overlap with their free ends. In this coverage area the arms form an articulated connection in that the arms 7, 9 have a hole for the arms 6, 8 have firmly connected pins 12,13.

Die genauere Ausbildung dieser Gelenkverbindung ist anhand der F i g. 3 bis 6 ersichtlich, wobei die F i g. 3 und 4 einen Arm 7,9 mit Bohrung 14 und die F i g. 5 und 6 einen Arm 6,8 mit Zapfen 12,13 zeigen.The more precise design of this articulated connection is shown in FIGS. 3 to 6 can be seen, FIG. 3 and 4 an arm 7, 9 with a bore 14 and FIGS. 5 and 6 show an arm 6, 8 with pin 12, 13.

Aus den F i g. 3 und 4 ist ersichtlich, daß die Bohrung 14 dort, wo im Betrieb der Zapfen 12, 13 in Anlage ist, eine Balligkeit 15 aufweist, die in den Bohrungsquerschnitt hineinragt und sich bezogen auf die Längsachse 11 des Armes 7,9 beidseits zu gleich' . Teilen erstreckt.From the F i g. 3 and 4 it can be seen that the bore 14, where the pin 12, 13 is in contact during operation, has a convexity 15 which protrudes into the bore cross section and is the same on both sides with respect to the longitudinal axis 11 of the arm 7,9 ' . Share extends.

Gemäß den Fig. und 6 hat der Zapfen 12, 13 korrespondierend zur Balligkeit 15 der Bohrung 14 eine konkave Umfangskontur 16, die sich beidseits der Längsachse IO des Armes 6, 8 zu gleichen Beträgen erstreckt.According to FIGS. 1 and 6, the pin 12, 13 Corresponding to the convexity 15 of the bore 14, a concave circumferential contour 16, which extends on both sides of the Longitudinal axis IO of the arm 6, 8 extends to equal amounts.

Die Gelenkverbindung über Balligkeit 15 und konvexe Umfangskontur 16 führt dazu, daß die Arme 6,The articulated connection via crowning 15 and convex circumferential contour 16 leads to the fact that the arms 6,

8 gegenüber den Armen 7,9 in Axialrichtung der Zapfen 12, 13 gegeneinander zentriert sind und Kippbewegungen ausführen können, so daß über einen Abstand 17,18 zwischen den Armen 6,7 einerseits und 8,9 andererseits deren gegenseitige Reibung unterbunden ist.8 opposite the arms 7.9 in the axial direction of the pin 12, 13 are centered on one another and have tilting movements can perform, so that over a distance 17.18 between the arms 6.7 on the one hand and 8.9 on the other hand whose mutual friction is prevented.

Um diesen Formschluß auch dann zu gewährleisten, wenn das Innere des Kompensator nicht unter Druck steht, kann die Anordnung so getroffen sein, daß sich der Zapfen 12, 13 nur in einer solchen Schwenklage in die Bohrung 14 einsetzen läßt, bei der sich Balligkeit 15 einerseits und konkave Umfangskontur 16 andererseits nicht gegenseitig überdecken. Werden dann die Arme 7,To ensure this form fit even when the inside of the compensator is not under pressure stands, the arrangement can be made so that the pin 12, 13 is only in such a pivot position the bore 14 can be used, in which crown 15 on the one hand and concave circumferential contour 16 on the other hand do not overlap each other. Then the arms will be 7,

9 und 6,8 gegenseitig in die Betriebslage geschwenkt, so kommen Balligkeit 15 und konkave Umfangskontur 16 miteinander in Eingriff und bilden eine in Richtung der Achse der Zapfen 12, 13 formschlüssige Verbindung zwischen den Armen jedes Paares.9 and 6.8 mutually pivoted into the operating position, see above come crown 15 and concave circumferential contour 16 with each other and form one in the direction of Axis of the pin 12, 13 form-fitting connection between the arms of each pair.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Gelenkkompensator für quer zu seiner Achse und zur Gelenkachse erfolgende Längenänderungen oder Längenänderungskomponenten an ihm angeschlossener Rohrleitungen, bei dem zwischen zwei endständigen Rohrabschnitten wenigstens ein elastisches Rohrteil in Form eines Balges od. dgl. eingebaut ist und die beiden Rohrabschnitte durch an ihnen befestigte, an der Außenseite des !Compensators auf diametral einander gegenüberliegenden Seiten angeordnete Zugglieder gekoppelt sind, die je aus mindestens zwei sich in Richtung ihrer parallel zur Achse der Rohrabschnitte gelegenen Längsachse überdeckenden Armen bestehen, wobei ein Arm jedes Paares mit einem an ihm festen, radial zur Achse des !Compensators gerichteten Zapfen in eine damit fluchtende Bohrung des jeweils anderen Armes unter Bildung eines Schwenklagers im Überdeckungbbereich jedes Armpaares eingreift und sich die Arme jedes Paares unter Zugkraft über das Gelenk gegeneinander abstützen, dadurch gekennzeichnet, daß Zapfen (12, 13) und Bohrung (14) jedes Gelenkes in ihrem beidseits der Längsachse (10, 11) der Arme gelegenen, zugkraftbedingten und durch die maximale Gelenkbewegung gegebenen Anlagewinkelbereich einerseits über eine bullige (15), andererseits über eine damit korrespondierende konkave Umfangskontur (16) gegeneinand· - in Anlage sind und daß die Arme (6, 7, 8, 9) jedes Armpaares rad«''1 zum Kompensator gegenseitig einen Abstand (17,18) aufweisen.1. Joint compensator for length changes or length change components on pipes connected to it transversely to its axis and to the joint axis, in which at least one elastic pipe part in the form of a bellows or the like is installed between two end pipe sections and the two pipe sections are attached to them the outside of the! Compensator on diametrically opposite sides arranged tension members are coupled, each consisting of at least two in the direction of their parallel to the axis of the pipe sections overlapping arms, one arm of each pair with one fixed to it, radially to the axis of the ! Compensators-directed pin engages in an aligned bore of the respective other arm to form a pivot bearing in the Überdeckbbereich each pair of arms and the arms of each pair are braced against each other under tensile force via the joint, characterized in that pin (12, 13) and Bo Guide (14) of each joint in its contact angle area, located on both sides of the longitudinal axis (10, 11) of the arms, due to the tensile force and given by the maximum joint movement, on the one hand over a beefy (15), on the other hand over a corresponding concave circumferential contour (16) against one another Plant are and that the arms (6, 7, 8, 9) of each pair of arms rad «'' 1 to the compensator are mutually spaced (17,18). 2. Gelenkkompensator nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen die ballige und die Bohrung die konkave Umfangskontur hat.2. Joint compensator according to claim 1, characterized in that the pin is the convex and the Bore has the concave circumferential contour. 3. Gelpnkkompensator nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (12,13) die konkave (16) und die Bohrung (14) die ballige, in den Bohrungsquerschnitt ragende Umfangskontur (15) aufweist.3. Gelpnkkompensator according to claim I, characterized in that the pin (12,13) the concave (16) and the bore (14) the convex circumferential contour (15) protruding into the bore cross-section having. 4. Gelenkkompensator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ballige Umfangskontur (15) der Bohrung (14) einen kleineren, zu gleichen Teilen beidseits der Langsachse (11) der Arme (7, 9) angeordneten Winkelbereich einnimmt als die konkave Umfangskontur (16) des Zapfens (12,13).4. Joint compensator according to claim 3, characterized in that the spherical circumferential contour (15) the bore (14) a smaller one, in equal parts on both sides of the longitudinal axis (11) of the arms (7, 9) assumes arranged angular range as the concave circumferential contour (16) of the pin (12,13). 5. Gelenkkompensator nach Anspruch 3 oder 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Zapfens (12, 13) und der größere der Bohrung (14). die Balligkeit (15) der Umfangskontur der Bohrung sowie der Winkelbereich der balligen Umfangskontur der Bohrung einerseits und der konkaven Umfangskontur (16) des Zapfens (12, 13) andererseits derart bemessen bzw. aufeinander abgestimmt sind, daß der Zapfen nur in einer um wenigstens den halben Betrag des Winkelbereichs seiner konkaven Kontur gegenüber der Längsachse (11) des die Bohrung aufweisenden Armes (7, 9) geschwenkten Position in die Bohrung einsteckbar ist.5. Joint compensator according to claim 3 or 4, characterized in that the diameter of the Pin (12, 13) and the larger of the bore (14). the crowning (15) of the circumferential contour of the bore as well as the angular range of the spherical circumferential contour of the bore on the one hand and the concave one On the other hand, the circumferential contour (16) of the pin (12, 13) is dimensioned or coordinated in this way are that the pin is concave only in a by at least half the amount of the angular range Pivoted contour with respect to the longitudinal axis (11) of the arm (7, 9) having the bore Position can be inserted into the bore. 6. Gelenkkompensator nach einem der Vorherge* henden Ansprüche, dadurch gekerinzeichnetj daß die Arme (6, 8) ihre Zapfen (12,13} einstückig Verbunden aufweisen und daß sowohl diese Arme als auch die die Bohrung (14) aufweisenden Arme (7, 9) im Stahlguil im fertig bearbeiteten Zustand hergestellt sind,6. Joint compensator according to one of the preceding * existing claims, characterized in that the Arms (6, 8) their pins (12, 13} connected in one piece have and that both these arms and the arms (7, 9) having the bore (14) in the Steel guil manufactured in the finished state are, Die Erfindung betrifft einen Gelenkkompensator für quer zu seiner Achse und zur Gelenkachse erfolgende Längenänderungen oder Längenänderungskomponenten an ihm angeschlossener Rohrleitungen, wie er im 5 Oberbegriff des Anspruches 1 beschrieben istThe invention relates to a joint compensator for transverse to its axis and to the joint axis Changes in length or length change components on pipelines connected to it, as shown in the 5 preamble of claim 1 is described Ein solcher Gelenkkompensator ist beispielsweise ausSuch a joint compensator is off, for example der DE-OS 23 51 539 bekannL Dort sind Zapfen und Bohrung der Gelenke zylindrisch. Durch die hohen, über die Arme abzustützenden Zugkräfte, die außerordentlieh hohe Werte annehmen können, ergeben sich erhebliche Reibkräfte zwischen Zapfen und Bohrung, die bald zum Fressen innerhalb der Gelenkverbindung führen können, womit der Kompensator hinsichtlich seiner Betriebssicherheit beeinträchtigt oder gar unbrauchbar wird.the DE-OS 23 51 539 bekannL There are pins and Cylindrical joint bore. Due to the high tensile forces to be supported by the arms, which are extraordinary can assume high values, there are considerable frictional forces between the pin and the bore, which can soon lead to seizure within the articulated connection, which the compensator with regard to its operational safety is impaired or even unusable. Außerdem stehen am Zapfen erhebliche Kippkräfte und Wangenmomente auch durch Fluchtungsfehler, die beispielsweise aus einer nicht ganz genauen Montage herrühren, an, wenn die den Kompensator enthaltende Leitungsverbindung in Betneb ist, d. h. unter Druck steht. Um dem zu begegnen, hat man schon versucht, einen der Arme als Doppelarm auszubilden, der beidseits des zugeordneten anderen Armes am Zapfen angreift. Auch hiermit können jedoch die genannten Verschleißerscheinungen und das Kanttnpressen nicht beseitigt werden.In addition, there are considerable tilting forces and cheek moments on the pin, also due to misalignments for example from a not very precise assembly, if the one containing the compensator Line connection is in Betneb, d. H. negative pressure stands. To counter this, attempts have already been made to train one of the arms as a double arm, the engages on both sides of the associated other arm on the pin. However, the above-mentioned Signs of wear and tear and edge pressing are not eliminated. Diese Verschleißerscheinungen und das Kantenpressen führen außen zu hohen Verstellmomenten, die unerwünscht sind. Ferner kann der bekannte Gelenkkompensator nur bis zu einem gewissen Grade eine tragende Funktion für die mit ihm verbundene Rohrleitungskonstruktion ausüben, insbesondere dann, wenn die Leitung nicht unter Druck steht.These signs of wear and the edge pressing lead to high adjustment torques on the outside are undesirable. Furthermore, the known joint compensator can only up to a certain extent Exercise a load-bearing function for the pipeline construction connected to it, in particular, when the line is not under pressure. Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Gelenkkompensator der eingangs beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, daß in einfacher und kostengünstiger Weise eine ein Fressen begünstigende Reibung oder Kantenpressung im Gelenk auch bei f luchtungsfehlern. z. B. durch nicht mittige Aufschweißung der Veranke rung, zur Erzielung eines kleinstmöglichen Verstellmo mentes des Kompensators vermieden wird.The object of the invention is therefore to provide a joint compensator of the type described above to the effect that in a simpler and cheaper There is friction or edge pressure in the joint that promotes seizure, even in the case of misalignment. z. B. tion by non-central welding of the anchorage, to achieve the smallest possible Verstellmo mentes of the compensator is avoided. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved by the characterizing features of claim 1. Durch diese Maßnahmen ist einmal sichergestellt, daß Kippungen zwischen den Armen jedes Armpaares nicht zu Kantenpressung zwischen Zapfen und Bohrung des dortigen Gelenkes f'ihren können. Außerdem führt der Formschluß zwischen Balligkeit und konkaver Umfangskonlur in Axialrichtung der Zapfen insbesondere unier Zugbeanspruchung jedes Armpaares zu einer gegenseitigen Zentrierung der Arme dieses Paares, wodurch sich einmal in dieser Richtung eine tragende Funktion und zum anderen in Verbindung mit dem Abstand der Arme jedes Paares untereinander zwischen diesen keine Reibung ergibt.These measures ensure that Tilting between the arms of each arm pair does not lead to edge pressure between the pin and the bore of the the joint there. In addition, the form fit leads between the crowning and the concave circumferential contour in the axial direction of the pin in particular unier tensile stress of each pair of arms to one mutual centering of the arms of this pair, creating a load-bearing once in this direction Function and on the other hand in connection with the distance between the arms of each pair this results in no friction. Ferner fallen Reaktionskräfte und Reaktionsmomente weitestgehend fort und es hat sich außerdem herausgestellt, daß sich der den Zapfen aufweisende Arm mit diesem einstückig und ebenso wie der die Bohrung enthaltende Arm im Stählgußverfahren fertigFurthermore, reaction forces and reaction moments largely disappear and it has also found that the arm having the pin is integral with this and just like the The arm containing the bore is finished in a cast steel process ''herstellen'' lassen, ohne daß sich auch i'rri Dauerversuch ein merklicher Abrieb zwischen diesen Teilen zeigt,can be '' produced '' without the i'rri long-term test shows a noticeable abrasion between these parts, Dadurch ist die Herstellung wegen der EinteiligkeitThis makes the production because of the one-piece design erheblich vereinfacht und Wegen des Fortfalls der Notwendigkeit einer Nachbearbeitung sehr Verbilligt.considerably simplified and very cheap because of the elimination of the need for post-processing. Es ist grundsätzlich möglich, daß der Zapfen die bällige Und die Bohrung die konkave Umfangskontur hat. Ais besonders zweckmäßig hat es sich jedochIn principle, it is possible for the pin to have the spherical shape and the bore to have the concave circumferential contour Has. However, it has proven to be particularly useful
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DE10032797A1 (en) * 2000-06-28 2002-01-10 Siemens Ag Angular movement compensator for gas-insulated high voltage system casing or tubular outer conductor has annular flanges with lugs with flaps that overlap when flanges are rotated by 180 degrees

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