DE2759616C3

DE2759616C3 - Drehgelenk

Info

Publication number: DE2759616C3
Application number: DE2759616A
Authority: DE
Inventors: Houston Wheeler Whittier Calif. Knight
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: FMC Corp
Priority date: 1976-11-26
Filing date: 1977-11-07
Publication date: 1982-01-14
Also published as: CA1073940A; NL174758B; GB1566140A; JPS5845634B2; FR2372369B1; NL7711474A; US4111465A; FR2372369A1; JPS5368425A; DE2749758B2; DE2749758A1; NL174758C; US4143675A; DE2749758C3; MX145383A; DE2759616B2; IT1088296B; BR7707720A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Drehgelenk mit zwei gegeneinander abgedichteten, in einer Flüssigkeitspassage liegenden Gelenkabschnitten, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben und beispielsweise aus der US-PS 33 78 033 bekannt ist

In flexiblen Leitungssystemen, z. B. Ladearmen, zum 5 Oberführen von Flüssigkeiten zwischen einem Speicher und Tankwagen, Lastwagen oder Schiffen, werden Drehgelenke verwendet, um den inneren Ladearm mit einer Steigleitung oder dergleichen des Speichers zu verbinden. Bei derartigen Beschickungssystemen ist es

ίο üblich, die Drehkräfte, die auf die beiden Gelenkabschnitte des Drehgelenks beim Verschwenken wirken, durch externe Gegengewichte, Arbeitszylinder, Feder- und Hebelvorrichtungen, durch Treibräder und Kabelsysteme oder dergleichen auszugleichen. Bei den bekannten Vorrichtungen zum Ausgleich des Gewichts des Ladearms sind eine Vielzahl von externen, d. h. außerhalb des Gelenkrohres bzw. des Ladearmes, angeordneten Teilen notwendig, die nicht nur teuer sind, sondern auch beim Verschwenken des Ladearmes die Bedienungsperson stören und diese manchmal sogar verletzten können; ebenso sind Schaden an der Vorrichtung selbst möglich.

Eine bekannte Verrichtung zum Ausgleich des Gewichts des Ladearmes ist in der bereits erwähnten US-PS 33 78 033 der Anmelderin beschrieben. Aus dieser Patentschrift ist eine Ausgleichsvorrichtung für das Gewicht eines Ladearmes bekannt, bei der eine Schraubenfeder und ein Hebelarm in Verbindung mit einer Klinkensperren-Stellvorrichtung verwendet ist, um die gewünschte Spannung der Schraubenfeder einstellen zu können. Sämtliche Teile der Ausgleichsvorrichtung sind außerhalb der Flüssigkeitspassage des Ladearmes angeordnet.
Eine ähnliche außen am Gelenkrohr angeordnete Ausgleichsvorrichtung mit einer Schraubenfeder ist in der US-PS 27 39 779 beschrieben.

Aus der US-PS 27 97 158 ist ein Rohrsystem zum -Entleeren von Tanks oder dergleichen mit einem zweiteiligen schwenkbaren Verbindungsstück bekannt.

Die zwei Teile des gelenkigen Verbindungsstückes werden durch eine Zugfeder zusammengehalten, die in der Flüssigkeitspassage des Rohr- und Pumpensystems liegt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Drehgelenk der eingangs genannten Art konstruktiv so zu vereinfachen, daß das Gelenkrohr möglichst wenig bei der Bedienung störende Teile aufweist, und bei dem zudem die Ausgleichskraft der Vorrichtung zum Gewichtsausgleich des Gelenkrohres mit einfachen Mitteln eingestellt und verändert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch diese Lösung ist ein Drehgelenk geschaffen worden, bei dem nunmehr die Ausgleichsvorrichtung nicht außerhalb, wo sie stören könnte, sondern innerhalb der Gelenkabschnitte angeordnet ist. Somit entfällt eine Behinderung der Bedienungsperson. Das Gelenk ist zudem kompakt und einfach aufgebaut.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform, eine vorteilhafte Weiterbildung und eine bevorzugte Anwendung eines vorgeschlagenen Drehgelenks geht aus den Ansprüchen 2,3 bzw. 4 hervor.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der folgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigt

¹⁷ i g. 1 einen Längsschnitt durch ein vorgeschlagenes Drehgelenk entlang der Gelenkachse,
Fig. 2 und 2A einen Querschnitt längs der Linie 12-12

in Fig. 1, wobei in der Fig.2 das Drehgelenk in Ruhestellung und in F i g. 2A das Drehgelenk in einer gespannten Stellung dargestellt ist,

F i g. 3 einen mit einem vorgeschlagenen Drehgelenk versehenen Ladearm.

Das in den Figuren dargestellte Drehgelenk 20 weist eine Kupplungsmuffe 40 auf, die mit einer öffnung 142 mit kleinem Durchmesser versehen ist, die konzentrisch zu der Achse 62 ist Das Anschlußstück 52 führt in einer öffnung 154 mit großem Durchmesser in die Kupplungsmuffe ~C hinein. Eine Justierschraube 80 und ein O-Ring 156 sind in dichtem Sitz gegen die Endseite der Kupplungsmuffe 40 durch mehrere Kopfschrauben 158 angezogen. Die Innenseite der Scheibe ist mit einer Vertiefung 160 mit hier quadratischem Querschnitt versehen, in der das Federelement eingesetzt ist

Ein hutförmiges Gehäuse 162 (siehe Fig. 1) weist einen Basisflansch 164, ein längliches Zylindergehäuse 166 und eine Abschlußkappe 168 auf, in der eine Vertiefung mit quadratischem Querschnitt zur Verankerung des Federelements vorgesehen ist Das Gehäuse 162 ist mit der Abschlußwand des Anschlußstückes 52 durch mehrere Kopfschrauben 162 verschraubt und gegenüber diesem durch einen O-Ring 174 abgedichtet Die Drehstabanordnung 150 weist drei Dreh- bzw. Torsionsstäbe 176, 178 und 180 mit quadratischem Querschnitt auf. Selbstverständlich kann auch ein einzelner Torsionsstab oder eine andere Anzahl von Torsionsstäben verwendet werden; dies hängt u. a. von der gewünschten Vorspannung und der relativen Winkelverstellung zwischen dem Anschlußstück 52 ur,d der Kupplungsmuffe 40 des Drehgelenks 20 ab. Ein Ende 182 des Drehstabes 176 ist gegen Verdrehung in der Vertiefung 170 des Gehäuses 162 gehalten. Das andere Ende 184 des Drehstabes ist ebenfalls gegen Verdrehung gesichert in einer quadratischen öffnung 186 eines ringförmigen Übertragungselements 188 gehalten. Eine weitere öffnung 190 in dem Übertragungselement nimmt ein Ende 192 des Drehstabes 178 auf, während dessen anderes quadratisches Ende 194 gegen Verdrehung in einer quadratischen öffnung 196 in einem zweiten Übertragungselement 198 verankert ist. Eine zweite quadratische öffnung 200 in dem zweiten Übertragungselement 198 nimmt ein Ende 202 des Drehstabes 180 auf und sichert diesen gegen Verdrehung, während das andere Ende 204 dieses Drehstabes frei durch ein Loch 206 des ersten Übertragungselements 188 ragt und in der quadratischen Vertiefung 170 in der Scheibe 80 gegen Verdrehung gehalten ist.

Wenn das Drehgelenk 20 über einen Winkelbereich verschwenkt wird, so verdrehen sich die drei Torsionsstäbe 176, 178 und 180 um ihre Längsachsen um etwa gleiche Beträge. Die Scheibe 80 kann in ihrer Winkelposition gegenüber der Kupplungsmuffe 40 nun so verstellt werden, daß die gewünschte Vorspannung erreicht wird. Hierzu werden die Kopfschrauben 158 entfernt, danach die Scheibe auf die gewünschte Winkelposition eingestellt und schließlich die Kopfschrauben wieder in entsprechende Löcher der Kupplungsmuffe 40 eingeschraubt

Die Verwendung von Drehstäben ist günstig, weil die Vorspannung in Abhängigkeit zu dem Drehwinkel sehr genau vorausgesagt werden kann. Ferner arbeiten Drehstäbe nach beiden Drehnchtungen, d.h. im Uhrzeiger- und im Gegenuhrzeigersinn, mit gleichen Federkräften.

Obwohl die Scheibe 80 der Justiervorrichtung 78 im Ausführungsbeispiel mit dem Ende der Kupplungsmuffe

ίο 40 verschraubt ist, können auch andere Justiervorrichtungen anstelle der Scheibe 80 verwendet werden, um ein Ende der Drehstabanordnung 150 zu verankern. Beispielsweise können Justiervorrichtungen verwendet werden, wie sie in der Patentanmeldung P 27 49 758.1 vorgeschlagen worden sind.

Wie aus dem Ausführungsbeispiel weiter hervorgeht, ist der Schwenkbereich des Anschlußstückes 52 relativ zu der Kupplungsmuffe 40 durch einen mit dieser verbundenen festen Anschlag 67 und durch einen federnden Anschlag 66 auf etwa 340° beschränkt (siehe Fig.2 und 2A). Der federnde Anschlag 66 ist in der Mitte durch eine Kopfschraube 68 mit einem Absatz 70 verbunden, so daß er sich zu beiden Seiten dieses Absatzes erstreckt und bei einer Schwenkung des Anschlußstückes im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn gegen die Kraft des Federelements in beiden Endlagen mit dem Anschlag 64 in Kontakt gelangen kann. Der Absatz 70 ist Tiit einem Lappen 72 verbunden, der seinerseits mit dem Anschlußstück 52 durch eine oder mehrere Kopischrauben 74 verschraubt ist.

Um in dem Fall, wenn das Federelement brechen sollte, das Drehgelenk nicht zu beschädigen und/oder keine Beschädigungen in der Umgebung hervorzurufen, werden ein zweiter starrer Anschlag 64' (F i g. 2. 2A) verwendet, um den maximalen Verdrehungswinkel des Drehgelenks auf ein gewünschtes Maß zu begrenzen. Der zweite starre Anschlag 64' ist mit der Kupplungsmuffe 40 in dem gewünschten Winkelabstand in der gleichen Ebene wie der Flansch 64 befestigt. Der zweite elastische Anschlag 66' ist ebenfalls am Block 70 befestigt, und zwar auf der entgegengesetzten Seite des Anschlages 66.

Der in F i g. 3 dargestellte Ladearm 22, der mit einem federgestützten Drehgelenk 20 versehen ist, dient zum Füllen eines Tankwagens 24. Das Federelement ist zwischen einem Ladearm 26 und einem festen Anschluß einer Steigleitung 27 mit einem oberen Rohrnippel 28 befestigt. Der erste bzw. innere Ladearm 26 ist mit einem äußeren Ladearm 32 über ein zweites frei schwenkbares Drehgelenk 34 bekannter Art verbunden.

Der äußere Ladearm 32 ist mit dem aufzufüllenden Tankwagen 24 über eine bekannte, auf den Fülldruck ansprechende Kupplung 36 verbindbar.

Wenn der gelenkige Ladearm 32 außer Betrieb ist, hält das Federelement 150 des Drehgelenks 20 die Ladearme 26 und 32 in einer nahezu aufrechten Position, wie dies in der Fig.3 in durchgezogenen Linien dargestellt ist. Beim Füllen nimmt der Ladearm 22 die gestrichelt dargestellte Stellung ein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Drehgelenk mit zwei gegeneinander abgedichteten, in einer Flüssigkeitspassage liegenden Gelenkabschnitten, die um eine gemeinsame Achse verschwenkbar sind, für Gelenkrohre von zum Transport von Flüssigkeiten dienenden Beschikkungssystemen, bei denen ein Federelement als Vorrichtung zum Ausgleich des Gewichts des Gelenkrohres beim Verschwenken und an beiden Gelenkabschnitten je eine Einrichtung zum Verankern eines der entgegengesetzten Enden des Federelements vorgesehen ist, wobei das Federelement einer Drehung der beiden Gelenkabschnitte gegeneinander entgegenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (ISO) aus einer im Innern des Drehgelenks angeordneten Drehstabanordnung (25) mit mindestens zwei Drehstäben (180, 176) besteht, daß ein Ende (204) eines ersten Drehstabes (180) in einer Verankerung (160) in einer Justiervorrichtung des einen Gelenkabschnitts (40) und ein Ende (182) eines zweiten Drehstabes (176) in einer Verankerung (170) des zweiten Gelenkabschnitts (52) gehalten sind und daß zur Übertragung der Drehkraft zwischen den Drehstäben Drehübertragungselemente (188, 198) mit den jeweils anderen Enden (202, 184) der Drehstäbe starr verbunden sind.

2. Drehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehstabanordnung (25) drei Drehstäbe (180,176, 178) aufweist, wobei ein erstes Drehübertragungselement (189) mit dem freien Ende (202) des ersten Drehstabes (180) und ein zweites Drehübertragungselement (188) mit dem freien Ende (184) des zweiten Drehstabes (176) jeweils starr verbunden ist und die beiden Drehübertragungselemente durch einen dritten Drehstab (178) miteinander verbunden sind.

3. Drehgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Gelenkabschnitten (52, 40) zugeordnete Anschläge (64, 66) vorgesehen sind und die Verankerungsvorrichtungen (160, 170) für das Federelement (25) so angeordnet sind, daß letzteres eine Vorspannung aufweist und dabei die Anschläge (64, 66) aneinanderliegen.

4. Anwendung des Drehgelenks gemäß Ansprüchen 1 bis 3, bei einem Rohrsystem zum Transport von Flüssigkeiten mit einer Steigleitung eines Flüssigkeitsspeichers, ferner einem Drehgelenk, das mit einem ersten Gelenkabschnitt mit der Steigleitung zur Schwenkung des Gelenkabschnitts um eine senkrechte Achse verbunden ist und einen zweiten, mit dem ersten dicht verbundenen Gelenkabschnitt zur Schwenkung der beiden Gelenkabschnitte um die horizontale Achse aufweist, mit einem Ladearm, der mit dem zweiten Gelenkabschnitt verbunden ist und zwischen einer nahezu senkrechten und einer nahezu horizontalen Stellung verschwenkbar ist, und ferner mit einer Vorrichtung zum Ausgleich des Gewichts des Ladearms beim Verschwenken.