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Geflanschte Eckenkonstruktion und Verfahren zu
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ihrer Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf geflanschte Eckenkonstruktionen,
die aus flexiblem Material hergestellt sind, und insbesondere auf solche für hohle
flexible Kupplungen, die auch als dehnbare Verbindungen bezeichnet werden.
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Hohle flexible Verbindungen finden beim Aneinanderschluß von Rohren,
Leitungen od.dgl. zu dem Zweck Verwendung, den zu verbindenden Rohr- oder Leitungsabschnitten
eine beschränkte gegenseitige Bewegung zu gestatten, wie sie z.B. durch Wärmeausdehnung,
durch Erschütterungen, durch mangelndes Fluchten der Abschnitte oder sonstwie verursacht
werden.
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Dehnbare Verbindungen werden üblicherweise in Ein- oder Auslaßleitungen
für Gas oder Luft benutzt, wie sie in großen Trocknungs-, Absaug-, Heiz-, Ventilations-
oder Kraftwerksanlagen zu finden sind. Diese dehnbaren Verbindungen können
große
Abmessungen haben und aus einem fortlaufenden Band von flexiblem Material mit einem
Flansch an jeder Kante hergestellt werden, wobei die benachbarten Flansche des Leitungesystems
miteinander verbunden werden.
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Wenn die zu verbindenden Öffnungen zylindrisch sind, so ist es verhältnismäßig
einfach, zwischen den Verbindungsflächen einen zylindrischen Abschnitt aus flexiblem
Material einzubauen. In der Praxis haben jedoch viele Leitungen einen rechteckigen
oder quadratischen Querschnitt und das bedeutet, daß vier geflanschte Ecken hergestellt
und in die Rohrverbindung eingebaut werden müssen.
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Bisher war die Einfügung von geflanschten Eckenkonstruktionen in dehnbare
Verbindungen sehr zeitraubeS und unwirtschaftlich. Bei dem üblichen Verfahren müssen
die Ecken je für sich aus einer Anzahl von Stücken aus härtbarem Material hergestellt
und einem besonderen Härtungsprozeß unterworfen werden. Jede Ecke muß dann mit jeder
Seite der geraden Abschnitte der dehnbaren Verbindung zusammengefügt werden, so
daß für eine viereckige Konstruktion insgesamt acht zuselmmenzufügende Eckstücke
erforderlich sind. Die Herstellung der Ecken und die Zusammenbauarbeiten erfordern
viel Zeit, was sich auch in den Kosten bemerkbar macht. Außerdem erhöht sich bei
solchen Verbindungen die Gefahr von Ungenaulgkelten, Leckagen und Festigkeitsmängeln.
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Die Erfindung liefert eine besonders gute Lösung für das Problem,
eine Eckenkonstruktion herzustellen. Nach der Erfindung ist keine separate Fabrikation
und Zusammentügungt der Eckverbindung erforderlich. Stattdessen wird die geflanschte
Eckenkonstruktion unmittelbar in einem fortiaufenden Band aus flexiblem Material
gebildet. Das Material wird zuerst über eine bestimmte Strecke auf der Ober- und
der
Unterseite längs einer Linie eingeschnitten, die rechtwinklig zur Längsachse des
Materials verläuft. Die Einschnitte erfolgen dort, wo die Ecke zu liegen kommen
soll.
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Die oberen und unteren Ränder können dann abgekantet werden, während
das Band an der angegebenen Linie abgebogen wird.
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Dabei bilden sich zwischen benachbarten Schnittkanten der Flansche
Lücken. In dem Raum dieser Lücke wird dann ein Einsatz angeordnet und mit den benachbarten
Kanten zur Vervollständigung der Ecke verbunden. Der Einsatz hat zweckmäßig verbreiterte
oder rhombusförmige Enden, die mit einem anderen Abschnitt oder Schenkel des Einsatzes
verbunden sind, der in der Ecke zwischen den Flanschen befestigt wird. Es ist dafür
gesorgt, daß der Einsatz an Ort und Stelle ohne die Bildung von Knollen oder Unregelmäßigkeiten
im Flanschbereich festgelegt, eingewalzt oder einlamelliert wird, so daß ein zuverläßiges
und dichtes Gebilde entsteht.
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Ausführungebeispiele der Erfindung zeigt die Zeichnung, und zwar sind:
Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht der verschiedenen Teile für die Herstellung der
Eckenkonstruktion gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Teilansicht, woraus sich die
Ausgestaltung des Handstücks vor dem Einbringen des Einsatzes ergibt, Fig. 3 eine
schaubildliche Ansicht, woraus sich das Anbringen des Einsatzes unter Bildung einer
geflanschten Ecke erkennen läßt, Fig. 4 eine schaubildliche Ansicht der nach dem
Einbringen des Einsatzes fertiggestellten Ecke,
Fig. 5 ein Schnitt
nach Linie 5-5 in Fig. 4, Fig. 6 ein Schnitt nach Linie 6-6 in Fig. 4, Fig. 7 eine
schaubildliche Ansicht einer anderen Ausführungsform der Eckenkonstruktion gemäß
der Erfindung, Fig. 8 ein Schnitt nach Linie 8-8 in Fig. 7 und Fig. 9 eine schaubildliche
Ansicht einer dehnbaren Verbindung unter Benutzung der Eckenkonstruktion gemäß der
Erfindung.
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Fig. 9 zeigt eine übliche dehnbare Verbindung 10 der hier in Rede
stehenden Art. Die Verbindung hat einen ununterbrochenen rechteckigen oder quadratischen
Teil, der hauptsächlich aus einem Band aus flexiblem Material besteht, bei dem es
sich üblicherweise um eine Komposition von vulkanisiertem Gummi und Gewebe handelt.
Der flexible Teil hat einen mittleren Verbindungsabschnitt 12 und ein Paar abgekanteter
Flanschen 14, die etwa rechtwinklig von dem mittleren Abschnitt abstehen. Die Flanschen
14 sind so ausgebildet, daß eine sichere Verbindung zwischen den entsprecheiiden
Flanschen von nicht dargestellten Leitungen od. dgl. möglich ist. Die Flanschen
werden in den zwischen den Ecken befindlichen Abschnitten durch Abkanten der Ränder
des Bandes gebildet.
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Die Grundform der vorstehend beschriebenen dehnbaren Verbindung 10
und ihre Anwendung sind bekannt. Wie ersichtlich, hat eine Verbindung dieser Art
vier einen rechten Winkel bildende Ecken 18 und durchlaufende Flanschen 14,
welche
etwa in rechtem Winkel zu den Ecken um diese herumgeführt sind. Da dieser Abschnitt
der Konstruktion dreidimensional ist, so kann ein zweidimensionales durchlaufendes,
aus gummibeschichtetem Stoff od. dgl. bestehendes Band zur Ausbildung der Ecken
nicht verwendet werden. Bisher wurden die Eckenkonstruktionen getrennt hergestellt,
indem man eine zusammengesetzte Anordnung von härtbaren Teilen aus flexiblem Material
rund um eine dreidimensionale Form legte und dann die Anordnung unter Hitze und
Druck durch Härtung oder Vulkanisierung in die Gestalt einer fertigen Eckeinheit
brachte. Vier solcher Einheiten wurden von Hand mit anderen Materialbändern zusammengesetzt,
woraus dann das endgültige Gebilde entstand.
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Die Fig. 1 bis 6 zeigen eine vereinfachte Konstruktion und ein vereinfachtes
Verfahren zur Herstellung einer Ecke unmittelbar aus einem fortlaufenden Materialband,
wobei nur Flachmaterial verwendet wird, und die Notwendigkeit der beschriebenen
Zusammensetzarbeit entfällt.
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Wie aus Fig. 1 ersichtlich, kann ein einziges Materialband 20, das
zweckmäßig parallele Kanten hat, normalerweise dazu verwendet werden, ein viereckiges
Gebilde herzustellen, wobei die Enden desselben gegebenenfalls auf irgendeine Weise
miteinander verbunden werden können, um eine zusammenhängende Schleife zu bilden.
Der Kürze halber wird nachfolgend im einzelnen nur derjenige Teil des Bandes 20
näher beschrieben, der zur Herstellung einer einzigen geflanschten Ecke dient.
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Das Material für das Band 20 und die anderen Bestandteile der nachfolgend
beschriebenen Eckenkonstruktion kann ein ein- oder mehrschichtiges flexibles Material
sein. Im Falle
von dehnbaren Verbindungen könnte beispielsweise
ein Band aus einem verstärkten Elastomer, wie etwa aus einem faser-oder textilartigen
Gebilde Verwendung finden, das mit einem Elastomer oder einem anderen geeigneten
Polymerisat überzogen ist, das entweder vorgehärtet wurde oder härtbar ist. Die
Materialwahl ist jedoch für den Gegenstand und die Eigenschaften der Erfindung nicht
wesentlich. Das verwendete flexible Material wird hauptsächlich unter Berücksichtigung
der gewünschten Verhaltenseigenschaften bei Zugabe wenigstens einer gewissen Menge
von Verstärkungsmaterialien gewählt.
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Wenn auch ein wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung darin liegt,
daß ein flaches oder zweidimensionales Material zur Herstellung einer ununterbrochenen
dreidimensionalen geflanschten Ecke benutzt werden kann, so liegt es doch auf der
Hand, daß die hierin beschriebenen flachen Stücke in eine dreidimensionale oder
winklige Gestalt vorgeformt werden können. Der Ausdruck "flach" soll also in der
vorliegenden Beschreibung flache Werkstücke einschließen, die vorgeformt wurden.
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Der Fig. 1 ist zu entnehmen, daß die gewünschte Stellung der geflanschten
Ecke auf dem Band 20 zuerst beispielsweise mit einer Faltlinie 22 angezeichnet wird,
die rechtwinklig zu und zwischen den Kanten des Bandes verläuft. Ferner wird die
gewünschte Breite der Flanschen bestimmt, und zwar durch Anzeichnen der Faltlinien
24 und 26, welche nahe den Rändern des Bandes und im wesentlichen parallel dazu
verlaufen.
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Die Herstellung der Eckenkonstruktion beginnt damit, daß an jeder
Kante des Bandes 20. nach innen im wesentlichen längs der
Eckenfaltlinie
22 ein Einschnitt oder eine Ausnehmung 28 gemacht wird, wobei der Einschnitt oder
die Ausnehmung etwa bis zu der Randfaltlinie 24 bzw. 26 reicht. Danach ist es möglich,
die Ränder des Bandes längs der Faltlinien 22, 24 und 26 abzukanten bzw. so zu biegen,
daß eine teilweise geflanschte Eckenkonstruktion entsteht, wie sie in Fig. 3 bei
20a gezeigt ist, wo die Flanschabschnitte von dem Körper des Bandes rechtwinklig
abstehen und zwischen den Schnittkanten derselben durch das Biegen des Materials
die Eckenform eine V-förmige oder anders geformte Lücke 28 entstanden ist.
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Bemerkt sei, daß bei der üblichen Ausführungsform durchlaufende Flanschen
an beiden Enden der Faltlinie 22 vorhanden sind. Der Kürze halber ist in den Fig.
2 bis 5 jedoch nur eine Ausführung mit einem einzigen um die Ecke herumlaufenden
Flansch gezeigt. Auf der entgegengesetzten Seite des Bandes kann jedoch ein gleicher
Flansch vorhanden sein.
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Das Ausgangsmaterial zur Herstellung der Ecke ist das mit Ein- oder
Ausschnitten versehene Band 20 und ein Einsatz 30, der aus Fig. 1 ersichtlich ist.
Der Einsatz hat wenigstens ein verbreitertes Ende 32 aus flexiblem Material, dessen
Abmessungen so gewählt sind, daß es in die Lücke (Fig. 3) paßt, nachdem das Band
in die teilweise geflanschte Ecke gebogen wurde. Im Falle der dar stellten rechtwinkligen
Ecke ist das verbreiterte Ende 32 dreieckig oder rhombusförmig und seine Abmessungen
sind so, daß die Lücke 28 ausgefüllt wird, wenn die in Fig. 3 gezeigte Umbiegung
stattgefunden hat. Ausgehend von dem Scheitel des verbreiterten Endes 32 des Einsatzes
30 ist ein länglicher Abschnitt oder Schenkel 34 vorhanden, der wenigstens über
den Radius oder den Rücken der Ecke herübergefaltet und zweckmäßig auf oder längs
der Innenseite der Eckenfaltlinie 22 befestigt werden
kann. Am
anderen Ende des Schenkels 34 kann ein zweites verbreitertes Endstück 36 vorhanden
sein, das dann als Einsatz für den gegenüberliegenden Eckflansch dient.
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Bemerkt sei, daß der Schenkel 34 auch auf der Außenseite der Eckfaltlinie
22 angeordnet sein kann. Auch ist es mö#-lich, für jeden der Endteile 32 bzw. 36
einen besonderen Schenkel vorzusehen, und dieser Schenkel kann beliebig geformt
sein, also beispielsweise die Gestalt eines Streifens haben, eine Verjüngung aufweisen
od. dgl.
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Die Gestalt des Endteiles 32 des Einsatzes bestimmt sich durch verschiedene
Faktoren, so z.B. durch den vorgesehenen Eckwinkel und den Krümmungsradius am Flansch.
Beim rechten Winkel der Ecke und des Flansches verlaufen die Seitenkanten 38 und
40 des Einsatzes 32 von dem Schenkel 34 ab etwa unter rechtem Winkel zueinander
und unter einem Winkel von etwa 450 gegenüber der Mittellängslinie des Schenkels
34, welche der Eckenfaltlinie 22 entspricht. Dieser Divergierungswinkel kann zur
Anpassung an irgendeinen gewünschten Winkel etwa an der Ecke (längs der Linie 22)
oder an den Flanschen (längs der Linie 24 bzw. 26) entweder vergrößert oder verkleinert
werden. Die gezeigten rechten Winkel sollen nur das Verständnis der Erfindung erleichtern.
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Die Gestalt des Endteiles 32 kann geändert werden, wenn anstelle des
Einschnittes 28 beispielsweise ein V-förmiger Ausschnitt angebracht wird, wie er
mit den gestrichelten Linien 42 angedeutet ist. Jedenfalls kann im wesentlichen
eine beliebige Ausschnittform oder ein beliebiger Einschnittwinkel benutzt werden.
In diesen Fällen wird die Größe und die Gestalt des Endstückes 32 sö gewählt, daß
dieser Teil in die Lücke 28 zwischen den Trennkanten paßt und das gewünschte Gebilde
ergibt. Natürlich sind in Abhängigkeit von dem beabsichtigten
Verwendungszweck
und den gewählten Materialien viele weitere Abänderungen möglich.
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Obwohl ein rhombusförmiges Endstück 38 gezeigt ist, ist es möglich,
das Ende des Stückes zu ändern oder zu beseitigen, um die Lücke 28 zu füllen. Die
rhombusförmige Gestalt findet Anwendung, wenn ein quadratischer oder vollständiger
Flanschbereich an der Ecke gewünscht wird, obwohl auch andere Formen Verwendung
finden können.
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Zur Herstellung der Eckenkonstruktion wird der Einschnitt 28 geöffnet,
und die auseinanderlaufenden Kanten 38 und 40 des Einsatzes werden anstoßend an
die Schnittkanten 46 und 48 oder in anderer Stellung zu diesen festgelegt, um die
Lücke 28 auszufüllen, die sich bildet, wenn das geschlitzte Band 20a in die gewünschte
Form gebogen wird. Der Schenkel 34 wird über den Scheitel der Ecke gebogen und auf
der Innenseite oder der Außenseite der Ecke auf dem Band 20a festgelegt, so wie
dies den Fig. 3 und 4 zu entnehmen ist. Nach Festlegung in dieser Stellung ermöglicht
der Einsatz 30 dem Band, in die Gestalt der geflanschten Ecke gebogen zu werden.
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Den Fig. 1 bis 6 kann man entnehmen, daß der Einsatz in die Konstruktion
durch eine Vielzahl von Verfahren eingewalztoder einlamelliert werden kann, um an
der Übergangastelle von dem Einsatz 30 auf das Band 20 eine glatte ununterbrochene
Oberfläche zu bilden. Das gilt auch rund um die Flanschecken.
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Dadurch wird die Anbringung einer Dichtung zwischen den Flanschen
und einer damit zu verbindenden Gegenfläche erleichtert.
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Die Fig. 2 zeigt eine auf einer Seite des Bandes 20 von einer Kante
desselben zur anderen verlaufende Nut oder Ausnehmung 50,
die z.B.
durch Schleifen hergestellt werden kann. Die Nut 50 verläuft beiderseits des Einschnittes
28 und sie ist breit und tief genug, um den Schenkel 34 des Einsatzes 30 aufzunehmen:
Der Einsatz 30 kann aus dünnerem Material bestehen und er kann in die Nut eingenäht
oder in ihr in anderer Weise befestigt oder in sie eingewebt oder einlamelliert
sein, wie dies die Fig. 3 bis 6 erkennen lassen. Zur Vervollständigung der Konstruktion
können kleinere Materialstücke von geeigneter Größe 52 in der Lücke 28 auf den freiliegenden
Seiten des verbreiterten Endes 32 befestigt werden, so daß der Einsatz innerhalb
der Lücke eine gleichmäßige Stärke erhält und die Lücke vollständig ausgefüllt ist
(Fig. 4, 5 und 6). Die Materialstücke 52 können in der richtigen Stellung vorher
befestigt werden oder sie können einen einstückigen Bestandteil des Einsatzes 30
bilden. In jedem Fall ist die Summe der Materialstärke der Stücke 52 und des Einsatzendes
im wesentlichen gleich der Stärke des Materialbandes.
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Die in der Stärke verminderten Bereiche 54 der Flanschen neben den
Trennkanten 46 und 48 bilden, wie aus den Fig. 3 bis 5 ersichtlich ist, Überlappungen,
welche eine zuverlässige und dichte Befestigung des verbreiterten Endes 37 des Einsatzes
30 erleichtern. Wie der Zeichnung zu entnehmen ist, kann der Einsatz auf das Band
längs der Linien 5(> aufgenäht oder inanderer Weise durch Klebmittel od. dgl.
befestigt werden.
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Die Nut 50 und der Einschnitt 28 sind in einem rechten Winkel zu der
Oberfläche des Bandes 20 dargestellt. Es sei jedoch bemerkt, daß beispielsweise
die Nut 50 an den Seiten auch divergierende Winkel haben oder abgestuft sein kann,
während eine entsprechende Stoßfläche sich an dem Einsatz
befindet,
um so die Abdichtwirkung zu vergrößern und die Möglichkeit von Leckagen zu verringern.
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Wie aus den Fig. 7 und 8 ersichtlich, braucht der Einsatz 60 an dem
Band 62 nicht angewalzt oder anlamelliert zu sein, wie dies in Verbindung mit der
vorhergehenden Ausführungsform beschrieben wurde. Das breitere Ende 64 braucht nur
an die Schnittkanten bei 66 anzustoßen und in bündiger Stellung angeschweißt oder
befestigt zu sein. Der Schenkel 68 kann dann einfach an der Innenseite oder der
Außenseite der Ecke befestigt sein. Es können auch viele andere Verfahren zur Befestigung
des Einsatzes in der gewählten Stellung Anwendung finden. So kann man ein dünnes
Blatt aus einem Elastomer über die Stoßkanten des Bandes und des Einsatzes legen.
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Auf die einander zugekehrten und aneinanderstoßenden Materialflächen
kann ein härtbares Klebemittel oder Elastomer aufgebracht sein und die Konstruktion
könnte dann dauerhaft durch Härten des Klebemittels oder Elastomers verfestigt werden.
Wärme und selbsthärtende Materialien sind hierfür geeignet, und gewünschtenfalls
kann auch Druck in Verbindung mit dem Härten angewendet werden, um der Konstruktion
auf die Dauer die gewünschte Gestalt zu erhalten.
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Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die zur
Herstellung der geflanschten Eckenkonstruktion verwendeten Materialien vorgehärtet
und mit Klebstoffen od. dgl.
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zusammengeheftet sein können. Auf diese Weise erzielt man eine beträchtliche
Verringerung der Herstellungskosten gegenüber der üblichen Ausführung, die aus härtbaren
Teilen aufgebaut und für sich in einer komplizierten Form vulkanisiert wurde.
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