DE2937583A1 - Flexible verbindung zur passiven kompensation und verfahren fuer ihre herstellung - Google Patents

Description

Societe Europeenne de Propulsion
3 Avenue du General de Gaulle
92800 Puteaux /Frankreich

Flexible Verbindung zur passiven Kompensation und Verfahren

für ihre Herstellung

Die Erfindung betrifft eine flexible Verbindung zum Verbinden zweier starrer, rohrförmiger Abschnitte, die einander gegenüber un einen zentralen Punkt ir.it einer begrenzten Winkelweite drehend schwingen können. Die Erfindung betrifft insbesondere eine flexible Verbindung eines Typs, der mehrere elastische sphärische, ringförmige Elemente aufweist, wobei die inneren und äußeren Flächen jeden Elements mit den ringförmigen Flächen, die die Form von Teilen sphärischer Flächen haben, aneinander liegen und Teile von zwei Flächen bilden, die einen ringförmigen Zwischenraum begrenzen, der die beiden starren Körper völlig voneinander trennt und von denen jeder fest an einem der rohrförmigen Abschnitte befestigt ist oder einen Teil derselben bildet.

Ein besonderes Anwendungsgebiet der Erfindung, auf das sie jedoch nicht beschränkt ist, ist der Zusammenbau von zwei Enden einer Leitung, durch die eine Oberflächenplattform zur Bohrung oder zur Nutzung eines Unterwasserbohrlochs am Grund eines Gewässers befestigt ist.

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Für eine solche Anwenung muß eine solche Verbindung folgende Funktionen gewährleisten:

- übertragung der Längskräfte, die auf die Verbindung wirken,

- Möglichkeit einer Winkelneigung von einigen Grad zwischen den Körpern, zwischen denen sie angebracht ist,

- Dichtigkeit der Verbindung zwischen dem Inneren und der äußeren Umgebung, insbesondere bei einer erheblichen Druckdifferenz.

Um diese Ergebnisse zu erhalten, sind Verbindungen vorgeschlagen worden, die kugelige, flexible Elemente haben, von denen jedes aus Schichten von kugeligen Scheiben gebildet wird , die abwechselnd aus einem elastischen Material (Gummi) und aus einem starren, nicht dehnbaren Material (z.B. Metall) sind.

Es hat sich aber ergeben, daß ein solches zusammengesetztes Element allein alle vorgenannten Funktionen nicht sichern kann.

Komplexere Lösungen haben also in Betracht gezogen werden müssen. In dem Patent der USA Nr. 3.680.895 ist ein/'zusätzliches zylindrisches Element vorgesehen, um die Zugkräfte aufzunehmen und eine Beschädigung der zusammengesetzten kugeligen Verbindung zu vermeiden. In der französischen Patentanmeldung Nr. 2.323.089 ist empfohlen, die flexiblen, kugelförmigen Elemente, die der Tragfähigkeit dienen, von denen, die der Wasserdichtigkeit dienen, zu trennen, immer zu dem Zweck, zu vermeiden, letztere Kräften auszusetzen, die sie beschädigen können.

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Diese Lösungen erwiesen sich jedoch als sehr teuer, besonders von den Kosten und der Herstellung derjenigen Elemente her, die aus kugelförmigen Scheiben zusammengesetzt sind und abwechselnd aus Metall (oder anderem starren Material) und Gummi bestehen und fest aneinanderhaften.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine flexible Verbindung zu schaffen, die die genannten verschiedenen Funktionen vollkommen gewährleistet und deren Herstellung erheblich geringere Kosten verursacht.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jedes elastische Element aus einem einzigen Stück besteht, und an den sphärischen Ringflächen, zwischen denen es liegt, anhaftet, und diese elastischen Elemente in dem ringförmigen Zwischenraum zwischen den starren Körpern mindestens eine geschlossene ringförmige Kammer begrenzen, die vollständig mit einer wenig oder gar nicht komprimierbaren Flüssigkeit gefüllt ist.

Ein starres Stück besitzt so in Bezug auf das andere drei Freiheitsgrade zur Drehung um den zentralen Punkt. Während eines Schwingens ist keine Zufuhr hydraulischer Flüssigkeit von einer äußeren Quelle (aktive Kompensation) notwendig. Gegenstand der erfindungsgemäßen Erfindung ist also eine flexible Verbindung mit passiver Kompensation.

Es ist die Flüssigkeit, die in den Kammern enthalten ist, die die Übertragung der axialen Kräfte zwischen den starren Körpern sichert, indem sie verhindert, daß die elastischen Elemente schädliche! Verformungen ausgesetzt werden. Jedes der Elemente besteht also aus einem einzigen

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Stück Gummi oder Kunststoff. Die Kosten solcher Elemente liegen deutlich unter denen von Elementen, die durch Schichten von Scheiben gebildet werden und abwechselbd aus Gummi und nicht dehnbarem Material bestehen.

Nach einem Ausführungsbespie1 der Erfindung hat der ringförmige Zwischenraum im Querschnitt fast die Form von mindestens einem S, wobei jeder der äußeren Äste des S von einem elastischen Element ausgefüllt ist, während der mittlere Teil des S eine Kammer bildet, die mit Flüssigkeit gefüllt ist.

Vorzugsweise hat die Verbindung wenigstens drei elastische kugelige, ringförmige Elemente, zwei Endelemente und ein Zwischenelement, von denen jedes aus einem einzigen Stück elastischen Materials besteht, die in dem ringförmigen Zwischenraum liegen und in diesem zwei geschlossene, ringförmige Kammern begrenzen, die mit Flüssigkeit gefüllt sind. Das elastische Zwischenelement ist auf seiner Innenseite an einer sphärischen Fläche befestigt, deren Krümmungsradius größer ist als der von mindestens einer sphärischen Fläche, an welchen an der Innenseite die elastischen Endelemente befestigt sind.

Die eine der Kammern kann im Querschnitt eine längliche Form zeigen, die fast parallel oder fast senkrecht zur Achse üer elastischen Ringelemente ist.

Nach einer anderen Ausführungsart der erfindungsgemäßen Verbindung zeigt der ringförmige Zwischenraum im Querschnitt fast die Form eines U, wobei die Teile dieses Zwischenraums, die die Äste des U bilden, jedes von einem elastischen Element ausgefüllt ist und der Mittelteil eine Kammer bildet, die mit Flüssigkeit gefüllt ist.

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Ein Ziel der Erfindung ist auch ein Herstellungsverfahren für eine flexible Verbindung, die mindestens ein elastisches Element aus einem einzigen Stück hat, das in einem Zwischenraum zwischen zwei starren Stücken gelegen ist, in Bezug auf diese beiden Stücke an den gegenüberliegenden Wänden haftet und mindestens teilweise mit diesen Stücken eine geschlossene Kammer begrenzt, die vollständig mit Flüssigkeit gefüllt ist.

Dieses Ziel wird erreicht durch ein Verfahren, nach welchem man an der Stelle, die für die geschlossene Kammer vorgesehen ist, einen festen Kern anordnet aus einem Material, das in einem Lösungsmittel löslich ist; man bringt zwischen diesen starren Stücken und an der Stelle, die für das elastische Element vorgesehen ist, ein Produkt unter das durch Polymerisation oder Vulkanisierung dieses Produkts ein elastisches Material liefert, und man löst den Kern auf durch Einführung des Lösungsmittels durch mindestens einen Durchgang, der in einem der starren Stücke eingerichtet ist.

Andere Besonderheiten und Vorzüge der flexiblen Verbindung nach der Erfindung werden beim Lesen der Beschreibung, die anschließend als hinweisendes aber nicht begrenzendes Beispiel mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen gegeben wird, hervertreten.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 zeigt schematisch einen Mittel-Längsschnitt durch eine Abwandlung der Ausführungsart nach der Fig. 1,

Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach Linie III-III der Fig. 2,

Fig. 4 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung,

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Fig. 5, 6 sind zwei sehr schematische Darstellungen der Verformung der elastischen Elemente der Verbindungen der Fig. 4.

Die in Fig. 1 gezeigte rohrförmige Verbindung 10 verbindet die Enden der beiden starren Rohre 11 - 12, die in der Verlängerung zueinander liegen. Die Rohre 11 und 12 haben normalerweise gemeinsame Achsen x-x und y-y. Jedoch ist die Verbindung 10 derart, daß sie in bazug aufeinander zwischen den Rohren 11 - 12 eine Drehung von begrenzter Winkelweite um einen auf den Achsen x-x und y-y liegenden zentralen Punkt 0 zuläßt. Wenn z.B. die Rohre 11 und 12 Abschnitte einer Leitung sind, die eine Plattform mit einem festen, an der Achse x-x angebrachten Merkzeichen verbindet, muß die Achse y-y alle Stellungen einnehmen können, die in einem Kegel der Achse x-x mit dem Scheitelpunkt 0 und einem Halbwinkel am Scheitel von höchstens 10 liegen.

Das Rohr 11 hat an seinem mit dem Rohr 12 verbundenen Ende einen ringförmigen Wulst 13, dessen Außenflächen 13a, 13b, 13c um die Achse x-x und den Punkt 0 zentriert sind.

Die Flächen 13a, 13b, 13c sind ringförmige Flächen, aus Teilen sphärischer Flächen. Im folgenden werden diese Flächen und andere entsprechende Flächen als sphärische Ringflächen bezeichnet.

Die sphärischen Ringflächen 13a und 13c sind

Außenflächen eines Kugelgelenks 14 beiderseits der Mittel-Querfläche dieses Kugelgelenks.

Die sphärische Ringfläche 13b hat einen größeren Krümmungsradius als die Flächen 13a und 13c. Die Fläche 13b ist die Außenfläche eines ringförmigen, vorspringenden Stücks 15, das das Kugelgelenk 14 umgibt und fest an diesem ist. In dem gezeigten Beispiel paßt sich die Fläche 13b

den Flächen 13a und 13c an durch eine fortlaufende zylindrische Fläche 15a um die Achse χ - χ und durch eine ununterbrochene, praktisch radiale Fläche 15c.

Der Wulst 13 ist vollständig von Stücken um den zentralen Punkt 0 umgeben, die einen Teil des Rohrs 12 bilden oder damit fest verbunden sind.

Ferner bildet ein Gehäuse 23, das auf eine Schulter 25 am Ende des Rohrs 12 festgeschraubt und dann geschweißt ist, sphärische Ringflächen 23a, 23b um die Achse y - y und den Punkt O;sie umgeben die Flächen 13a und 13b, wobei sie von diesen durch einen Spalt getrennt sind. Die Flächen 23a, 23b sind durch eine zylindrische Fläche 25a, die um die Achse y - y läuft, zusammengepaßt, die der Fläche 15a gegenüberliegt, und von ihr durch einen Spalt getrennt ist.

Eine sphärische Ringfläche 23c umgibt die Fläche 13c und ist von ihr durch einen Spalt getrennt. Die vordere praktisch radiale Fläche 25c der Schulter 25 schließt an die Flächen 2 3c and 23a an.

Um den ganzen Wulst 13 befindet sich also ein Zwischenraum 30; in ihm sind sphärische Ringe 31, 32, 33 aus elastischem Material, z. B. aus Gummi oder Kunststoff, angeordnet. Der Ring 31 verbindet die Wände 13a und 2 3c miteinander, während der Ring 33 die Wände 13c und 23c verbindet. Der Zwischenring 32 verbindet die Flächen 13b und 23b miteinander.

Die Ringe 31, 32, 33 begrenzen in dem Zwischenraum 30 mit ihren Rändern zwei geschlossene, ringförmige Kammern 34, 35, die vollständig mit einer wenig oder gar nicht komprimierbafen Flüssigkeit gefüllt sind. Die Kammer 34 ist von den benachbarten Rändern der Ringe 31, 32 und von den Wänden 15a und 25a begrenzt. Diese Kammer zeigt also in einem Querschnitt eine längliche Form, die sich fast parallel zu den Achsen x-x und y - y erstreckt.

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Die Kammer 35 wird begrenzt von den Rändern der gegenüberliegenden Ringe 32, 33 und von den Wänden 15b und 25b. Diese Kammer 35 zeigt also im Querschnitt eine längliche Form, die sich fast radial in Bezug auf die Achsen χ - χ und y - y erstreckt.

Die Punktion dieser Verbindung 10 ist folgende:

Die Rohre 11 und 12 besitzen in Bezug aufeinander drei Bewegungsgrade zur Drehung um den zentralen Punkt O.

Die beiden Bewegungsgrade des Kugelgelenks des Punktes 0 sind begrenzt durch die unmittelbare Abstützung des Rohres 11 auf dem konischen Innenrand 22 des Gehäuses 23.

Die Kammern 34, 35 sichern die Übertragung der Longitudinal-Kräfte zwischen den Rohren 11 und 12, ohne daß die Ringe 31, 32, Druck-Verformungen unterliegen, die sie zerstören könnten. Das ist der Grund, warum jeder dieser Ringe aus einem einzigen Stück elastischen Materials besteht.

Die längsgerichteten Druckkräfte werden übertragen durch Unterdrucksetzen der Kammer 33, während die längsgerichteten Zugkräfte durch ünterdrucksetzen der Kammer 34 übertragen werden.

Die radialen Kräfte werden durch Zusammendrücken der elastischen Ringe 31, 32, 33 übertragen. Im Fall einer Verbindung, die benutzt wird, um zwei Abschnitte einer Leitung zusammenzufügen, die eine Oberflächenplattform mit dem Meeresgrund verbindet, sind diese radialen Kräfte relativ schwach.

Der Teil der flexiblen Verbindung, der in einem Teil des

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S-förmigen Querschnitts des Zwischenraums 30 liegt und die elastischen Elemente 31 und 32 enthält, die die Kammer 34 begrenzen (oder die elastischen Elemente 32 und 33, die die Kammer 35 begrenzen), ergibt die vorgenannten Resultate mit Ausnahme der übertragung der längsgerichteten Zugkräfte. Wenn die zu übertragenden Längskräfte nur Druckkräfte sind, könnte man sich also mit einer flexiblen Verbindung begnügen, die zwei elastische ringförmige Elemente hat, die durch eine mit Flüssigkeit gefüllte, ringförmige Kammer getrennt sind.

Wie weiter oben erwähnt wurde, sind die axialen Verformungen der elastischen Ringe begrenzt wegen des Vorhandenseins der Kammern 34, 35. Jedoch ist eine axiale Verlagerung, die die begrenzte Winkelweite der Rohre 11, 12 betrifft, nicht ausgeschlossen. Es ist wünschenswert, zu vermeiden, daß die Verformung durch Zug, die sich aus einer solchen Verlagerung in Bezug auf die Achse ergeben kann, einzig durch die elastischen Ringe aufgenommen wird.

Man versucht vorzugsweise zu erreichen, daß durch den in der Leitung herrschenden Innendruck die elastischen Ringe unter Druck gehalten werden, unabhängig von der Höhe des inneren Drucks und von der Zugkraft zwischen den Rohren und 12.

Zu diesem Zweck verbindet man einen dieser Ringe, z.B. Ring 33, um ihn zu stützen, mit der sphärischen Fläche 23c eines Stücks 24, das fest am Rohr 23 sitzt, rund um den Punkt 0, wobei er sich aber axial zum Rohr 12 verlagern kann. Das Stück 24 ist ein Ring, der in das Ende des Rohrs 12 eingefügt ist und mit diese; durch einen zylindrischen, elastischen Ring 26 verbunden ist, der an zylindrischen Wänden hängt des Rohres 12 und des Stücks 34 anliegt.

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ORIGINAL INSPECTED

Eine axiale Verlagerung infolge eines Zugs zwischen den Rohren 11 und 12 wird aufgefangen durch Verscheren des Rings 26, der z.B. aus Naturgumini oder aus synthetischem Gummi besteht.

Beim übertragen der Druckkräfte gerät der Ring 24 in Anschlag gegen eine radiale Wand 27 des Rohrs 12.

Bei einer Abwandlung dieses Ausführungsbeispiels ist (Fig. 2) die Fläche 23c auf dem Rohr 12 selbst gebildet oder auf einem damit fest verbundenen Stück, während die Fläche 13c auf einem ringförmigen Stück 14' gebildet ist, das mit dem Rohr 11 um den Punkt 0 drehfest verbunden ist, sich aber gegenüber dem Rohr 11 axial verlagern kann. Das Stück 14' bildet das Kugelgelenk 14 mit einem Stück 14", das fest an dem Rohr 11 sitzt, das den ringförmigen Vorsprung 15 trägt. Die Verbindung zwischen den Stücken 14* und 14" erfolgt durch einen elastischen, zylindrischen Ring 16, z.B. aus Gummi, der an den zylindrischen Wänden der Stücke 14' und 14" haftet.

Bei den in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispielen sind Mittel vorgesehen, um eine gegenseitige Drehung der Rohre 11 und 23 um ihre Achsen bei großen Drehmomenten zu begrenzen. Kupplungselemente mit relativ großem Spiel zwischen den Rohren sind vorgesehen, um die Rohre bei der Drehung um ihre Achse aneinander festzuhalten, wenn die Drehung des einen Rohres gegenüber den anderen einen vorbestimmten Wert überschreitet. In den Fig. 2 und 3 sind die Kupplungselemente Höcker oder Klauen 18, die von dem Rohr 11 getragen werden, Z.B. Hocker, die in axialer Richtung aus der radialen Fläche 15c vorspringen.

Die Höcker 18 dringen mit Spiel in Nuten 28 ein, die die Form von Ausschnitten haben, die in der radialen Oberfläche 25c des Rohres 12 vorgesehen sind.

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Der größte Winkelausschlag der Hocker 18 in den Nuten 28 ist so gewählt, daß er vereinbar bleibt mit den größten Verformungen, die für das elastische Material der Ringe 31 bis 33 zulässig ist.

Das gilt also nur, wenn das Drehmoment zwischen den Rohren 11 und 12 eine gewisse Grenze überschreitet, bei der es unmittelbaren Kontakt zwischen ihnen gibt.

Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsart einer flexiblen Verbindung gemäß der Erfindung, die vor allem bestimmt ist für die Konstruktion einer gelenkigen, dichten Verbindung, um z.B. einen trockenen Durchgang zu bilden zwischen einer Oberflächenplattform und einem Kopf eines UnterwasserSchachts. Der flexible Ring 40, der in Fig. 4 gezeigt ist, kann eine einfache Trommel bilden für die Leitung oder für den dichten Durchgang, die dadurch gebildet wird, daß Mündung an Mündung mehrere Ringe fest aneinander gefügt werden. Dieser flexible Ring 40 kann auch ein Leiturtgsgelenk sein oder einen trockenen Durchgang bilden, und er wird dann zwischen zwei starren, rohrförmigen Abschnitten eingesetzt.

Der flexible Ring 40 hat drei röhrenförmige starre Körper 41, 42, 43. Die Körper 41 und 43 bilden die äußeren axialen Teile des Rings 40 und sind gemäß der Erfindung mit dem Zwischenkörper 42 durch flexible Verbindungen 44, 45 verbunden. Der Ring 40 hat als Symmetrie-Ebene die radiale Mittelebene P des Körpers 42.

Die Verbindungen 44, 45 liegen in den U-förmigen Ringnuten 46, 47, die in entgegengesetzten radialen Endflächen 42a, 42b des Körpers 42 liegen. Jede Nut ist von zwei sphärischen, ringförmigen Wänden 46a, 46b bzw. 47a, 47b begrenzt, die durch eine ebene radiale Bodenwand 46c bzw. 47c miteinander verbunden sind.

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In das Innere der Nuten 46, 47 dringen mit Spiel sphärische Ringe 48, 49 ein, die mit den Körpern 41, 43 fest sind.

Die Ringe 48, 4 9 haben innere Flächen 48a, 4 9a und äußere Flächen 48b, 49b in Form ringförmiger sphärischer Oberflächen entsprechend den Mittelpunkten der Kurven der diesen gegenüberliegenden Oberflächen 4 6a, 4 7a und 46b.

Die Außenflächen 48c, 4 9c der Ringe 48, 49 sind ebene, radiale Flächen, die sich an den Böden 46c, 47c der Nuten 46, 47 gegenüberliegen.

Zwischen den Ringen 48, 4 9 und entsprechend zwischen den Wänden der Nuten 46, 47 sind Zwischenräume 50, 51 von U-förmigem Querschnitt vorgesehen.

Der Zwischenraum 50 ist an seinen Endteilen, die den Ästen des U entsprechen, durch elastische sphärische Ringelemente 52, 53 ausgefüllt, von denen jedes aus einem Stück besteht, und die mit den Wänden 46c, 48c eine geschlossene ringförmige Zwischenkammer bildet, die vollständig mit einer wenig oder gar nicht zusammendrückbaren Flüssigkeit gefüllt ist. Die Elemente 52, 53 haften an den Wänden 46a, 48a bzw. 46b, 48b, zwischen welchen sie angeordnet sind.

In entsprechender Art ist der Zwischenraum 51 von elastischen sphärischen Ringelementen 56, 55 ausgefüllt, von denen jedes aus einem einzigen Stück besteht und die an den Wänden haften, zwischen welchen sie angeordnet sind und die mit den Wänden 47c, 49c eine geschlossene ringförmige Kammer 57 begrenzen, die vollständig gefüllt ist mit einer wenig oder nicht zusammendrückbaren Flüssigkeit.

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Die Funktion des elastischen Rings ist folgende:

Die Dichtigkeit zwischen den Inneren des Rings und dem Äußeren ist gesichert durch die Adhäsion zwischen den elastischen Elementen und den starren Körpern.

Das Aufrechterhalten eines unterschiedlichen Drucks zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Rings wird durch den Widerstand der elastischen Elemente gegen die seitlichen Kräfte erreicht (Fig. 5).

Der passive Ausgleich der Kompressionskräfte, die sich auf den Ring auswirken, besonders wenn mehrere Ringe senkrecht aufgestapelt sind, wird durch die Flüssigkeit der Kammern 54, 57 erbracht.

Die Flexibilität des Ringes 40 wird durch Drehung in bezug auf die Stücke 41, 42 einesteils und 42, 43 anderenteils erhalten durch Verformung der elastischen Elemente (Fig. 5).

Die Kurvenmittelpunkte der Verbindungen, die in den Nuten 46 und 47 gebildet sind, liegen in einem Punkt 0 der Fläche P oder können damit zusammenfallen, während der Ring 40 ein Gelenk um zwei Punkte oder um den Punkt 0 der Ebene P bildet.

Wenn die Ringe 40 die einfachen Trommeln einer Leitung, eines Durchgangs oder eines dichten Tunnels bilden, sieht man am Ende eines der starren Körper ein Lager 58 vor, in welches sich das Ende 59 des anderen starren Körpers eines benachbarten Rings einfügt. Ringförmige Ränder 60, 61 sind auf der Höhe der Lagerung 58 und des Endes 59 ausgebildet. Diese Ränder sind vorzugsweise innere Ränder, um den Zugang zum Inneren des Rings für die Befestigungselemente zu ermöglichen, die durch die Öffnungen 62 dieser Ränder hindurchgehen und

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fest die nachfolgenden Ringe 40 verbinden unter Zwischensetzen einer Dichtungsvorrichtung.

Man kann so eine Leitung oder einen dichten trockenen Tunnel herstellen für den Durchgang von verschiedenen Ausrüstungen und selbst Menschen zwischen einer Oberflächenplattform und dem Kopf eines untergetauchten Schachtes.

Die erfindungsgemäßen flexiblen Verbindungen haben elastische ringförmige Elemente, die aus einem Stück hergestellt sind, an Wänden starrer Körper anhaften und geschlossene Kammern begrenzen, die mit Flüssigkeit gefüllt sind.

Um eine zufriedenstellende Verbindung zwischen den elastischen Elementen, die im allgemeinen aus Naturgummi oder Kunststoff bestehen und den starren Körpern, die in der Regel aus Stahl bestehen, zu erhalten, stellt man diese Verbindung durch Erhitzen des die elastischen Elemente bildenden elastischen Materials an Ort und Stelle her (Polymerisation oder Vulkanisierung) .

Dazu gießt man das Rohmaterial, das das elastische Material nach dem Erhitzen ergibt, in den Raum, der für die elastischen Ringe vorgesehen ist.

Der Raum der Kammern 34, 35, 54, 57 wird durch feste, in einem Lösungsmittel lösliche Kerne freigehalten, die auch den zum Vorgang der Polymerisation und Vulkanisierung nötigen Bedingungen standhalten können. Danach werden die festen Kerne aufgelöst durch Einspritzen des Lösungsmittels durch Kanäle, die z.B. durch die Wand des Gehäuses 23 oder den Körper 42 gehen (nicht dargestellt).

Die Kammern, die mit Flüssigkeit gefüllt sind, werden nach der Auflösung der Kerne endgültig geschlossen durch Verstopfen der Kanäle.

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Für die löslichen Kerne wird man z.B. ein Polymer benutzen können, das z.B. mit Aluminium- oder Silizium-Pulver gefüllt ist, das nach dem Erhitzen einen günstigen mechanischen Zusammenhalt aufweist, das sie fähig macht zum Guß oder zur Verarbeitung.

Dieses Produkt kann leicht aufgelöst werden durch einen Lösungsmittelstrahl unter Druck, der das Material der elastischen Elemente nicht angreift, z.B. Wasser oder Alkohol.

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Claims (12)

1. COHAUSZ & FLORACK

   PATENTANWALTSBÜRO 1QO7CQ1

   SCHUMANNSTR. 97 . D-4OOO DÜSSELDORF *VV VW

   Telefon: (02 11) 68 33 46 Telex: 0858 6513 cop d

   PATENTANWÄLTE: Dipl.-Ing. W. COHAUSZ Dipl.-Ing. R. KNAUF · Dr.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. GERBER · Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZ

   17.9.1979

   Ansprüche:

   Flexible Verbindung zum Verbinden zweier starrer Rohrabschnitte miteinander, die sich einander gegenüber um einen zentralen Punkt mit einer begrenzten Winkelweite hin- und herdrehen können, die mehrere elastische ringförmige Elemente aufweist, deren innere und äußere Flächen mit ringförmigen Flächen verbunden sind, die die Form eines Teils einer Kugelschale haben und Teile von zwei Flächen bilden, die einen ringförmigen Zwischenraum schließen, der zwei starre Körper voneinander trennt, von denen jeder mit einem Rohrabschnitt aus einem Stück besteht oder mit ihm fest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß jedes elastische Element aus einem einzigen Stück besteht und an den sphärischen Ringflächen, zwischen denen es liegt, anhaftet, und diese elastischen Elemente in dem ringförmigen Zwischenraum zwischen den starren Körpern mindestens eine geschlossene ringförmige Kammer begrenzen, die vollständig mit einer wenig oder gar nicht komprimierbaren Flüssigkeit gefüllt ist.
2. 2. Flexible Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Zwischenraum im Querschnitt etwa die Form eines S zeigt, wobei jeder der äußeren Äste des S ausgefüllt ist von einem elastischen Element, während der Mittelteil des S die mit Flüssigkeit gefüllte Kammer bildet.

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3. 3. Flexible Verbindung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens drei sphärische, elastische, ringförmige Elemente hat, zwei am Ende und eines in der Mitte, die jedes aus einem einzigen Stück aus elastischem Material sind, in diesem ringförmigen Zwischenraum liegen und in diesem zwei geschlossene, ringförmige Kammern bilden, die mit Flüssigkeit gefüllt sind.
4. 4. Flexible Verbindung nach Anspruch 3, dad urch gekennzeichnet, daß das mittlere elastische Element an der Innenseite auf einer sphärischen Oberfläche befestigt ist, deren Krümmungsradius größer ist als der von mindestens einer der sphärischen Oberflächen, auf welchen an der Innenseite die äußeren elastischen Elemente befestigt sind.
5. 5. Flexible Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine ringförmige Kammer hat, die im Querschnitt eine längliche Form hat, die sich fast senkrecht zur Achse der elastischen Elemente erstreckt.
6. 6. Flexible Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine ringförmige Kammer hat, die im Querschnitt eine längliche Form zeigt, die sich fast parallel zur Achse der elastischen Elemente erstreckt.
7. 7. Flexible Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der elastischen Elemente mit einer seiner Flächen an einem Stück haftet, das mit einem der festen Körper zur Drehung um einen zentralen Punkt fest

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   ist und axial mit diesem Körper durch einen winzigen, elastischen Ring verbunden ist, der in einem zylindrischen Zwischenraum zwischen diesem Stück und diesem starren Körper untergebracht ist.
8. 8. Flexible Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens ein Verbindungsstück hat, das die starren Körper zur Drehung um die Achse der flexiblen Teile aneinanderkoppelt, sobald der Drehwinkel um diese Achse eines dieser starren Körper in Bezug auf den anderen einen vorgegebenen Wert überschreitet.
9. 9. Flexible Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Zwischenraum im Querschnitt fast die Form eines U zeigt, wobei die Teile des Zwischenraums, die die Äste des U bilden, jeder von einem elatischen Element eingenommen werden und der mittlere Teil eine geschlossene, mit Flüssigkeit gefüllte Kammer bildet.
10. 10. Flexible Verbindung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eines der starren Stücke die Form eines Ringes zeigt, dessen gegenüberliegende radiale Flächen ringförmige Nuten haben, die einen Querschnitt in Form eines U haben und deren seitliche Wände die Form von Abschnitten sphärischer Oberflächen haben, und dadurch, daß ein starrer Körper in jede dieser Nuten eindringt, indem er mit deren Wand einen ringförmigen Zwischenraum begrenzt, in welchem mindestens zwei elastische ringförmige Elemente befestigt sind, die zwischen sich eine mit Flüssigkeit gefüllte Kammer begrenzen.

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11. 11. Anwendung einer flexiblen Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in einer Leitung oder einem dichten Durchgang, die eine Oberflächenplattform zur Bohrung oder zur Ausnutzung mit dem Gewässergrund gelenkig verbindet.
12. 12. Verfahren zur Herstellung einer flexiblen Verbindung,

    die mindestens ein aus einem Stück bestehendes elastisches Eelement aufweist, das in einem Zwischenraum zwischen zwei starren Körpern liegt, an gegenüberliegenden Wänden dieser beiden Stücke haftet und zumindest teilweise mit diesen Stücken eine beschlossene Kammer begrenzt, die vollständig mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß man an der Stelle, die für die geschlossene Kammer vorgesehen ist, einen festen, in einem Lösungsmittel löslichen Kern anordnet, man zwischen den starren Körpern und an dem Platz, der für das elastische Element vorgesehen ist, ein Produkt einbringt, das durch Polymerisation oder Vulkanisierung ein elastisches Material liefert, man die Polymerisation oder Vulkanisierung dieses Materials veranlaßt und man dann den Kern löst durch Einführung des Lösungsmittels durch mindestens einen Durchgang, der in einem der starren Körper vorgesehen ist.

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