DE2847892A1

DE2847892A1 - Pipe thermal expansion compensating joint - has rubber bellows with wire mesh cover with gaps between groups of strands

Info

Publication number: DE2847892A1
Application number: DE19782847892
Authority: DE
Inventors: Michael Elsaesser
Original assignee: PFORZHEIM METALLSCHLAUCH; Metallschlauch Fabrik Pforzheim Vorm HCH Witzenmann GmbH
Current assignee: PFORZHEIM METALLSCHLAUCH; Metallschlauch Fabrik Pforzheim Vorm HCH Witzenmann GmbH
Priority date: 1978-11-04
Filing date: 1978-11-04
Publication date: 1980-05-14

Abstract

The pipe expansion joint consists of a rubber bellows (1) whose ends are secured between flanges (3, 4). This is covered on its outside by wire mesh (8) secured at each end to the inner flanges (3). The strands of the wire mesh (8) are arranged in gps. with gaps between them, so that a uniform pattern of holes is formed between intersecting and parallel gps. of wires.

Description

Kompensator für Rohrleitungen Compensator for pipes

Die Erfindung betrifft einen Kompensator für Rohrleitungen aus gummielastischem Material mit zwei die Enden des Kompensators aufnehmenden Flanschen und einer zwischen diesen gebildeten Balgwelle wobei ggf. eine die Flansche miteinander verbindende Zuverankarung vorgesehen ist.The invention relates to a compensator for pipes made of rubber-elastic Material with two flanges receiving the ends of the expansion joint and one between this formed bellows shaft, possibly a connecting the flanges to one another Anchoring is provided.

Bei der nachfolgenden Beschreibung der Erfingung wird auf den Einbau derartiger Kompensatoren in Heizungsanlagen Bezug genommen ohne daß dadurch jedoch der Bereich der Anwendbarkeit des Erfindungsgegenstandes eingeschränkt sein soll.The following description of the invention refers to the installation such compensators in heating systems Referenced without however, that this limits the scope of applicability of the subject matter of the invention should be.

Kompensatoren der genannten Art dienen bei Heizungsanlogen dazu, die Geräuschentwicklung, die sich insbesondere durch Umwälzpumpen verursacht auf das Leistungssystem zu übertragen sucht, möglichst unmittelbar im Heizraum abzufangen. Diese Geräuschentwicklung setzt sich zusammen aus dem Körperschall, d.h. dem Schall der sich verursacht durch den Pumpenmotor über das Pumpengehäuse auf die Rohrleitung unmittelbar überträgt und von dieser weitergeleitet wird sowie dem Medienschall, der durch insbesondere pumpenbedingte Druckschwankungen im Fördermedium vorhanden ist und von diesem an die Rohrwandungen weitergegeben wird.Compensators of the type mentioned are used in heating systems to the Noise development, which is caused in particular by circulation pumps on the Seeks to transmit power system to intercept as directly as possible in the boiler room. This noise development is made up of structure-borne noise, i.e. sound caused by the pump motor via the pump housing onto the pipeline transmits directly and is forwarded by this as well as the media sound, which is present in the pumped medium, in particular due to pressure fluctuations caused by the pump is and is passed on from this to the pipe walls.

Für hohe Drücke und Temperaturen verwendet man Kompensatoren aus Metall die den Körperschall aufhalten, jedoch vermöge ihrer Steifheit kein wirksames Mittel gegen den Medienschall darstellen können. Daher nimmt man, um auch den Medienschall zu beherrschen, die genannten Kompensatoren aus gummielastischem Material, da diese durch die Elastizität ihrer Wandung Druckschwankungen im Medium schlucken können.Compensators made of metal are used for high pressures and temperatures which stop the structure-borne noise, however, due to their rigidity, they are not an effective means can represent against the media sound. Therefore one takes to also the media noise to master the mentioned expansion joints made of rubber-elastic material, as this can swallow pressure fluctuations in the medium due to the elasticity of their walls.

Damit nun diese Kompensatoren wiederum auch die nötige Druckfestigkeit bekommen werden sie mit Gewebe- oder Cordeinlagen aus Kunstfaser oder Stahl verstärkt. Bei Kunstfasereinlagen ist jedoch die Temperaturbeständigkeit eingeschränkt, während Einlagen aus Stahlcord die schallisolierenden und -dämpfenden Eigenschaften verschlechtern.So that these expansion joints in turn also have the necessary compressive strength they are reinforced with fabric or cord inserts made of synthetic fiber or steel. In the case of synthetic fiber inserts, however, the temperature resistance is limited, while Steel cord inserts impair the sound-insulating and sound-absorbing properties.

Neben dem Vorgesagten dienen die Kompensatoren natiirlich auch dazu, SchwintQ;ungsbeweqangen insbesondere des Pumpenmotors aufzunehmen. Um hier unter Druck allseitige Bewegungen zu verarbeiten, sind in der Regel zwei Kompensatoren hintereinander im rechten Winkel zueinander angeordnet.In addition to the above, the expansion joints are of course also used to SchwintQ; ungsbeweqangen to record in particular the pump motor. To here below Two compensators are usually used to process pressure in all directions arranged one behind the other at right angles to each other.

Die Ausführung der Kompensatorbälge führt in den bekannten Fällen dazu, daß sich die Kompensatoren unter Innendruck zu längen suchen. Um dem zu begegnen, sind Zugverankerungen vorgesehen, die diese Axialkraft aufnehmen. Eine solche Zugverankerung ist beispielsweise aus dem DT-GM 6 929 o84 bekannt, wobei die Zuganker an den Flanschen außerdem in Gummipuffern gelagert sind, um den Körperschall zu reduzieren.The execution of the compensator bellows leads in the known cases to the fact that the expansion joints seek to elongate under internal pressure. To face that tension anchors are provided to absorb this axial force. Such a tension anchorage is known for example from DT-GM 6 929 o84, the tie rods on the flanges are also stored in rubber buffers to reduce structure-borne noise.

Die bekannten Kompensatoren aus gummielastischem MA-terial haben also je nach Ausfiihrung entweder herabgesetzte Temperaturbeständigkeit oder reduziertes Dämpfungsverhalten gegeniiber insbesondere Medienschall.The well-known expansion joints made of rubber-elastic material have Depending on the design, either reduced or reduced temperature resistance Attenuation behavior in relation to media noise in particular.

Außerdem sind grundsätzlich zwei Kompensatoren in Winkelanordnung erforderlich.In addition, there are basically two compensators in an angular arrangement necessary.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Kompensator der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß bei hoher Temperatur- und Druckbeständigkeit ein wesentlich verbessertes Absorbtionsverhalten bezüglich Körperschall und Medienschall erreicht wird und daß eine allseitige Beweglichkeit in den auftretenden Größenordnungen vorhanden ist, um die Anwendung eines zweiten Kompensators in Winkelanordnung überflüssig zu machen. In Weiterbildung soll der Kompensator so gestaltet sein, daß eine Zuqverankerunç auch bei Erfüllung der vorstehenden Forderungen nicht mehr notwendig ist. Die Lösung der Aufgabe soll mit Mitteln erreicht werden, die gegenüber den bekannten Fällen eine Vereinfachung, Verbilligung und Verbesserung darstellen.The object of the invention is therefore to provide a compensator of the initially to be developed further in such a way that with high temperature and pressure resistance a significantly improved absorption behavior with regard to structure-borne noise and media-borne noise is achieved and that all-round mobility in the orders of magnitude that arise is available, so that the use of a second compensator in an angular arrangement is superfluous close. In a further development, the compensator should be designed so that a Zuqverankerunç even with fulfillment of the above requirements are no longer necessary is. The solution to the problem is to be achieved with means that are compared to the known cases represent a simplification, cheaper and an improvement.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Balg durch einen Geflechtsschlauch aus Metalldrähten radial abgestützt ist, daß die Enden des Geflechtsschlauches an den Flanschen unmittelbar oder mittelbar festgelegt sind und daß zwischen den einzelnen, zueinander parallelen Schlägen des Geflechts beim Einbauzustand des Kompensators ein Abstand vorhanden ist.This object is achieved in that the bellows through a braided hose made of metal wires is radially supported that the ends of the Braided hose are fixed on the flanges directly or indirectly and that between the individual, mutually parallel beats of the braid at When the expansion joint is installed, there is a gap.

Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen ist wegen des Geflechts aus dünnen Stahldrähten zunächst genügende Temperatur- und Druckbeständigkeit erzielt. Andererseits ist jedoch durch die zwischen den einzelnen Schlägen des Geflechtes belassenen Fenster das Material des Kompensators in der Lage, dort kleinste Radialbewegingen auszuführen, durch die der druckschwankungsbedingte Medienschall aufgenommen werden kann. Über die Abstände der einzelnen Geflechtsschläge, d. h. die Größe der zwischen diesen Schlägen belassenen Fenster, läßt sich in einfacher Weise eine Anpassung an die zu erwartende Frequenz des Medienschalls erreichen, grundsätzlich nach dem Gesichtspunkt, daß bei niedrigen Frequenzen größere Fenster vorhanden sind, während bei hohen Frequenzen kleinere Fenster vorgesehen werden, da bei diesen das gummielastische Material eine schnellere Rückfederung, die der höheren Frequenz entspricht, zeigen wird.These measures according to the invention are due to the braid off With thin steel wires, sufficient temperature and pressure resistance is achieved. On the other hand, however, is due to the between the individual blows of the braid left window the material of the compensator able to there the smallest radial movements through which the media noise caused by pressure fluctuations is recorded can. About the distances between the individual braid lay, d. H. the size of the between These blows left window can be adjusted in a simple manner to reach the expected frequency of the media sound, basically according to the Consideration that larger windows are present at low frequencies, while Smaller windows should be provided for high frequencies, as these are rubber-elastic Material show a faster springback, which corresponds to the higher frequency will.

Für den Normalfall zweckmäßig und ausreichend ist es, wenn der Geflechtsschlauch den Kompensator bzw. dessen gummielastisches Material umgibt. Es besteht jedoch auch ohne weiteres die Möglichkeit, daß der Geflechtsschlauch in das gummielastische Material des Kompensators eingebettet ist, was in einfacher Weise dadurch geschehen kann, daß das gummielastische Material des Kompensators durch eine Innenschicht und eine Außenschicht gebildet wird, wobei man die Außenschicht für die Fälle vorsehen wird, wo die Gefahr besteht, daß das Material des Geflechts in irgendeiner Form beschädigt oder sonstwie beeinträchtigt wird, beispielsweise durch aggressive Dämpfe etc.In normal cases it is appropriate and sufficient if the braided hose the compensator or its rubber-elastic material surrounds. It However, there is also the possibility that the braided tube in the rubber elastic material of the compensator is embedded in what is easier Way can be done in that the rubber-elastic material of the compensator is formed by an inner layer and an outer layer, the outer layer Will provide for cases where there is a risk that the material of the braid is damaged in any way or otherwise impaired, for example through aggressive vapors etc.

Der Geflechtswinkel des Geflechtsschlauches kann unter 54 liegen. Als besonders zweckmäßig hat sich jedoch erwiesen, daß der Geflechtswinkel zwischen 450 und 50C liegt.The braid angle of the braided hose can be less than 54. However, it has been found to be particularly useful that the braid angle between 450 and 50C.

Wie sich gezeigt hat, gibt die erfindungsgemäße Umflechtung des Balges die Möglichkeit, den Kompensator derart kräftefrei zu gestalten daß Zugverankerungen zwischen den Anschlußflanschen überflüssig werden. Hierzu wurde gefunden, und dafür wird selbständiger Schutz begehrt, daß diese Kräftefreiheit dadurch gewährleistet ist, daß die Balgwelle derart geformt ist, daß in Millimetern bemessen angenähert 12 = d22 -d12 -2c d1 -loo ist, wobei 1 die freie Balglänge zwischen den Anschlußflanschen, d1 der Durchmesser des Eintrittsquerschnittes des Balges für das Medium und d2 der Durchmesser des äußeren Wellenscheitels ist.As has been shown, there is the braiding of the bellows according to the invention the possibility of making the compensator so force-free that tension anchors become superfluous between the connection flanges. This was found, and for this Independent protection is desired that guarantees this freedom of forces is that the bellows shaft is shaped such that it approximates measured in millimeters 12 = d22 -d12 -2c d1 -loo, where 1 is the free length of the bellows between the connecting flanges, d1 is the diameter of the inlet cross-section of the bellows for the medium and d2 is the Is the diameter of the outer crest of the corrugation.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus deren nachfolgender Beschreibung anhand der Zeichnung, in der Fig. 1 einen Axialschnitt des Kompensators, Fig. 2 eine Ansicht des den Kompensator gemäß Fig. 1 umgebenden Geflechtes und Fig. 3 ein Diagramm für die Bemessung des Kompensators darstellt.Further features and details of the invention emerge from them following description with reference to the drawing, in FIG. 1 an axial section of the compensator, FIG. 2 is a view of the area surrounding the compensator according to FIG. 1 Braid and Fig. 3 shows a diagram for the dimensioning of the compensator.

Der Kompensator gemäß Fig. 1 hat einen Balg 1 aus gummielastischem Material, der noch durch eine Gewebeeinlage aus Textilcord od. dgl. verstärkt sein kann. Der Balg 1 hat an seinen Enden radial nach außen gerichtete Krempen 2, mit denen er zwischen Flanschen 5 und Anschlußflanschen 12 eingefangen ist. Ferner hat der Balg 1 zwischen den Flanschen 3 eine Balgwelle 5.The compensator according to FIG. 1 has a bellows 1 made of rubber-elastic Material that is reinforced by a fabric insert made of textile cord or the like can. The bellows 1 has at its ends radially outwardly directed rims 2, with which he is caught between flanges 5 and 12 connecting flanges. Furthermore has the bellows 1 between the flanges 3 is a bellows shaft 5.

Umgeben ist der Balg 1 von einem Geflechtsschlauch 8, der im vorliegenden Falle mit seinen Enden mit den Flanschringen 3 an deren zylindrischer Innenfläche verlötet und damit dort festgelegt ist. Selbstverständlich eignen sich hier auch andere bekannte Befestigungsarten, wie beispielsweise das Kleben.The bellows 1 is surrounded by a braided tube 8, which in the present case Fall with its ends with the flange rings 3 on their cylindrical inner surface soldered and thus fixed there. Of course, they are also suitable here other known types of attachment, such as gluing.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist der Geflechtsschlauch 8 Schläge 9 und 10 aus in der Regel mehreren parallel nebeneinanderliegenden Drähten auf, die, was die Schläge betrifft, gegenseitig einen vorherbestimmten Abstand aufweisen, so daß sie zwischen sich Fenster li bilden.As can be seen from FIG. 2, the braided hose has 8 strokes 9 and 10 usually consist of several parallel wires, which, as far as the blows are concerned, have a predetermined distance from one another, so that they form windows li between them.

Die Schläge 9 und io des Geflechtsschlauches schließen einen Geflechtswinkel Beta ein.Beats 9 and io of the braided tube close a braided angle Beta one.

Bezogen auf Fig. 1 ist es selbstverständlich auch möglich, den Geflechtsschlauch 8 außen noch mit einer weiteren Lage aus gummielastischem Material zu umgeben, um ihn vor eventuellen Beeinträchtigungen zu schützen.With reference to FIG. 1, it is of course also possible to use the braided hose 8 with one on the outside another layer made of elastic material to surround in order to protect it from possible impairments.

Der maximale Durchmesser d2 der Balgwelle 5 ergibt sich durch den Einbauzustand zwischen den Anschlußflanschen 4, in den der Kompensator ohne Schwierigkeiten durch entsprechendes Zusammendrücken gebracht werden kann. Zur rechnerischen Ermittlung dieses Einbauzustandes dient, wie gefunden wurde, der Eintrittsquerschnitt d1 sowie die freie Länge 1 des Kompensa-2 2 2 torr, wenn man dafür sorgt, daß 1 = d2 -d1 -20 d -loo wenigstens angenähert ist, wobei sich dann ein Einbauzustand ergibt, der auf die anschließenden Rohrenden praktisch keine Axialkräfte ausübt.The maximum diameter d2 of the bellows shaft 5 results from the Installed condition between the connecting flanges 4, in which the compensator without difficulty can be brought by pressing together accordingly. For arithmetical determination This installation state is used, as was found, by the inlet cross-section d1 and the free length 1 of the Kompensa-2 2 2 torr, if you make sure that 1 = d2 -d1 -20 d -loo is at least approximated, which then results in an installation state, which exerts practically no axial forces on the adjoining pipe ends.

In Fig. 3 ist für drei Einsatzfälle graphisch dargestellt, wie die Bemessung des Kompensators sich unter Anwendung der vorstehenden Regeln ergibt.In Fig. 3 is shown graphically for three applications, such as The expansion joint is dimensioned using the above rules.

Claims

Patent claims 1. Compensator for pipes made of rubber-elastic Material with two flanges receiving the ends of the expansion joint and one between this formed bellows shaft, possibly one connecting the flanges to one another Tension anchorage is provided, characterized in that the bellows (i) by a Braided hose (8) made of metal wires is radially offset that the ends of the Braided hose on the flanges (7) are fixed directly or indirectly and that between the individual, mutually parallel beats (9, io) of the braid when the expansion joint is installed, there is a distance (ii).

2. Compensator according to claim 1, characterized in that the braided hose (8) surrounds the expansion joint.

3. Compensator according to claim 1, characterized in that the braided hose (n) is embedded in the rubber-elastic material of the compensator.

4. Compensator according to one of the preceding claims, characterized in that that the braid angle (beta) is less than 540.

5. Compensator according to claim 4, characterized in that the braid angle (Beta) is between 45 and 50 °.

6. Compensator, in particular according to one of the preceding claims, characterized in that the bellows shaft (5) is shaped in such a way that in millimeters approximately 1² = d2² -d1² -20 d1 -100, where 1 is the free length of the bellows between the Connection flanges, d1 is the diameter of the inlet cross-section of the bellows for is the medium and d2 is the diameter of the outer crest of the corrugation.