DE3105385A1

DE3105385A1 - "kompensationsanordnung fuer rohrleitungssysteme"

Info

Publication number: DE3105385A1
Application number: DE19813105385
Authority: DE
Inventors: Bernhard 2876 Berne Hillmann
Original assignee: Vereinigte Flugtechnische Werke 2800 Bremen GmbH; Vereinigte Flugtechnische Werke Fokker GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1981-02-14
Filing date: 1981-02-14
Publication date: 1982-11-11
Also published as: FR2500111A1; FR2500111B1

Description

'S - 3 -

Ff 8121-08 Bremen, lo. Februar 1981

!I ' Vv 21 B/Die/sch

JJ Vereinigte Flugtechnische Werke

ίϊ Gesellschaft mit beschränkter Haftung

Kompensationsanordnung für Rohrleitungssysteme

I Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Kompensation von Abweichungen, •I Fluchtungsfehlern und Verformungen in Rohrleitungssystemen, mit einem j zwischen zwei Rohrabschnitten angeordneten flexiblen Balg sowie einer mit I den beiden Rohrabschnitten gelenkig verbundenen, wenigstens ein längen-

.;[ 5 veränderliches Abstandselement enthaltenden Verankerungseinrichtung zur

;i Aufnahme von Längskräften,

Kompensationsanordnungen dieser Art werden unter anderem in der Luft- und Raumfahrttechnik eingesetzt. Mit ihrer Hilfe werden beispielsweise

Io in Klima- und Versorgungsleitungen, aber auch in Leitungen zur Entnahme von Abzapfluft aus den Triebwerken „auftretende Wärmespannungen und Runipfverformungen einerseits sowie Bauungenauigkeiten und Fertigungstoleranzen andererseits ausgeglichen. Entsprechend ihrem Aufbau erlauben diese Kompensationsanordnungen dabei sowohl eine laterale als auch ein angulare

15 Beweglichkeit der beiden Rohrabschnitte gegeneinander, so daß Wärmespan-

COPY

1-

ι-'ίΐ'!ji_n uid Verformungen in /,-/ei Achsenrichtungen ausgeglichen ι.erden.

Die infolge des Drucks im Innern des Rohrleitungssystenis vom.Balg ausgehenden Kräfte in axialer Richtung, die bei einem nicht verankerten EaIg von den Halterungen aufgenommen werden müßten, werden bei Kompensationsanordnungen der eingangs genannten Art über eine gelenkig mit den Rohrabschnitten verbundene Verankerungseinrichtung aufgenommen. Zum Ausgleich von Bauungenauigkeiten bzw. Fertigungstoleranzen auch in axialer Richtung ist die Verankerungseinrichtung dabei zusätzlich längenverstellbar ausgebildet, so daß hier ein Ausgleich in allen drei Achsenrichtungen möglich ist.

Bei einer für den genannten Zweck bereits eingesetzten Anordnung gemäß dem Oberbegriff findet eine Verankerungseinrichtung Verwendung, bei der zwischen zwei im Innern der Rohrabschnitte angeordneten und lösbar mit diesen verbundenen Halterungen ein längenveränderlicher Zuganker in Form eines Spannschlosses gelenkig befestigt ist. Bei dieser Anordnung ist somit die Verstellung der Verankerung im Innern des Rohres bzw. des Balges vorzunehmen. Bei der Montage bzw. bei der Wartung muß der Balg daher zunächst auf einen der Rohrabschnitte geschoben werden, bevor das Einstellen der Verankerung, d.h. ihre Anpassung an das zu verbindene Rohrsystem, sowie die Sicherung des Zugankers gegen ein mögliches selbsttätiges Verstellen während des Betriebes möglich sind. Die Arbeiten können dabei nur an der ausgebauten Kompensationsanordnung vorgenommen werden, so daß Wartung, überprüfen und gegebenenfalls Verstellen der Verankerungseinrichtung stets den vollständigen Ausbau dieser Kompensationsanordnung erfordern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kompensationsanordnung dt:r eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Einstellung, Sicherung und überprüfung der Verankerungseinrichtung von außen her möglich sind und ein Ausbau nicht erforderlich ist. Entsprechend des vornehmlichen Einsatzgebietes dieser Kompensationsanordnung, der Luft- und Raumfahrrtechnik, soll damit jedoch weder eine nennenswerte Gewichts- noch Volumenzunahme verbunden sein.

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Die Erfindung löst dicese Aufgabe durch die kei^i/eiciiiü-nden i'.tr >■■'■■.* Anspruchs 1. Die erfindungsgemäße Anordnung weist dabei nc-Luη tirer leichteren und schnelleren f-'üntugo und bi^stix-n Knrtbarkeit mit dm i;.:i uus resultierenden finanziellen Einsparungen zugleich eine Reihe weitner Vorteile. So wird dadurch, daß die Verankerungseinrichtung vollständig außerhalb der Rohrleitung angeordnet ist, jede Beeinträchtigung der Strömung im Innern des Rohrleitungssysteins vermieden. Auch wird absolut ausgeschlossen, daß bei einem selbsttätigen Lösen der Verankerungseinrichtung während des Betriebes dieser Einrichtung von der Strömung mitgerissen werden und unter Umständen nachgeschaltete Aggregate beschädigen. Schließlich ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung die Korrosionsgefahr für die Verankerungseinrichtung erheblich herabgesetzt, so daß die Wartung nicht nur vereinfacht ist, sondern auch in größeren Zeitabständen erfolgen kann.

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ϊ 15 Die in den Unteransprüchen enthaltenen konstruktiven Maßnahmen bewirken eine |

ι i

\ weitere Erhöhung der Funktionstüchtigkeit der erfindungsgemäßen Anordnung j

ij bei gleichzeitig möglichst einfachem Aufbau. Die in Anspruch 5 vorgeschla- ;

gene Maßnahme bietet darüber hinaus den Vorteil, daß die erfindungsgemäße j Kompensationsanordnung infolge Verformung des bzw. der Ringe aus Leichtme- . 1

ij 2o tall eine gewisse Elastizität aufweist und so in der Lage ist, Stöße und

Schwingungen aufzunehmen. Letzteres ist insbesondere bei einer Verwendung

j in Flugzeugen von Vorteil, um die beispielsweise bei der Landung auftreten- ⁱ den Stöße aufzufangen.

Im folgenden soll die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestell- : ten Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Dabei zeigen: i

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einem Rohrleitungssystem mit einer Kompensationsanordnung gemäß der Erfindung, 3o

Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 1 in Draufsicht,

Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie III - III in Fig. 1 und

Fig, 4 einen Ausschnitt aus Fig. 3.

In ih.-n I iuufL-n sind glijii.ho C.u/teilo in it don gleichen P-f/u verseilen.

Bei der in den Figuren 1-4 dargestellten Anordnung handelt es sich um einen Teil einer Klimaanlage für ein Flugzeug. Wie die Abbildungen erkennen lassen, ist das Rohrleitungssystem dieser Klimaanlage nicht in einer Ebene verlegt, sondern weist räumliche Erstreckung auf.

Zum Ausgleich von Bauungenauigkeiten und Fertigungstoleranzen des Rohrleitungssystems, aber auch zur Kompensation von während des Betriebes des Flugzeugs auftretenden Wärmespannungen und RumpfVerformungen, ist zwischen zwei Klimarohren 1 und 2 eine Kompensationsanordnung 3 gemäß der Erfindung eingebaut.

Wie die'teilweise geschnittene Darstellung in den Figuren zeigt, besteht diese Kompensationsanordnung 3 zunächst aus zwei Rohrabschnitten oder -stutzen 4 und 5, auf deren einander benachbarte Enden ein durch Drfchtringe 6 und 7 verstärkter Faltenbalg S aus einem flexiblen Material, i it ι vorliegenden Fall Gummi, geschoben und durch zwei Schellen 9 und lo,fixiert ist. Als Verankerungseinrichtung für den Faltenbalg 8, d.h. zur Aufnahme aer invoice des im Innern des Leitungssystems herrschenden Drucks am Faltenbalg 8 auftretenden Längskräfte, dienen zwei längenverstellbar Abstandselemente 11 und 12, bei denen es sich im Fall des hier dargestellten.Ausführungsbeispiels der Erfindung um mit Verstellmuttern versehene Spannschlösser handelt.

Die Spannschlösser 11 und 12 sind, um jeweils etwa 18o Grad gegeneinan^ der versetzt, an der Außenseite der beiden Rohrabschnitte 4 und 5 gelenkig gehaltert. Die Halterung erfolgt dabei über eine in Bezug auf die jeweilige Mittelachse A, A' der beiden Rohrabschnitte 4 und 5 kardanische Aufhängung, die im wesentlichen durch die beiden Ringe 13 und 14 gebildet wird. Letztere, im vorliegenden Fall aus Titan, sind

BAD ORIGINAL

s( über Bolzen 15 und 16 bzw. 17 und 18 schwenkbar an den jeweiligen

il Rohrabschnitten 4 bzw. 5 so geschaltet, daß die zugehörigen Schwcnk-

Π; achsen B bzw, B' die jc-vvoi 1 i^e Mittelachse Λ L>w, A' der i^::-/nr.ib-

;■] schnitte 4 und 5 schneiden.

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Λ An den Ringen 13 und 14 sind, über Bolzen 19 und 2o bzw. 21 und 22

Tj , die beiden Spannschlösser 11 und 12 gehaltert. Die Halterung ist dabei

-~j so ausgebildet, daß die Spannschlösser 11 und 12 einerseits um eine mit

-!l der Längsachse des jeweiligen Bolzens 19 bis 22 zusammenfallende

Jj Io Schwenkachse C bis C" schwenkbar sind. Andererseits weisen die ring-

Ij ι förmig ausgebildeten Enden der Spannschlösser 11 und 12, die um die Bolzen

J 19 und 22 greifen, jeweils einen abgerundeten Querschnitt sowie einen

I Innendurchmesser auf, der geringfügig größer als der Außendurchmesser der Bolzen 19 bis 22 ist. Dadurch sind die Spannschlösser 11 und 12 zu-

Ij 15 sätzlich innerhalb gewisser Grenzen (die durch das zwischen den Bolzen

i\ 19 bis 22 und den Spannschl-össern 11 und 12 vorgesehene Spiel bestimmt

i] sind) um beliebige Achsen schwenkbar, die senkrecht zu den jeweiligen

,1 Schwenkachsen C bis C"^s verlaufen.

q 2o Wie aus den Figuren weiterhin ersichtlich ist, sind die Spannschlösser

i| 11 und 12 durch Sicherungsdrähte 23 und 24 gegen ein unbeabsichtigtes bzw.

|] selbsttätiges Verstellen gesichert. Schließlich sei noch angemerkt, daß

p . im Fall des hier beschriebenen Ausführungsbeispiels der Erfindung die

i-j Kompensationsanordnung 3 an ihrem einen, in der Zeichnung rechten, !;[ 25 Rohrabschnitt 5 mit dem nachfolgenden Rohr 2 zu einer Baueinheit ver-

Il schweißt ISt₀ während der andere Rohrabschnitt 4 mit einen Flausch 25

|^:| versehen ist, der mittels einer Muffe 26 und einer O-Ring-Dichtung 27

[I mit dem Rohr 1 zusammengefügt ist.

3o Beim Einbau der von dem Rohr 2 und der Kompensationsanordnung 3 gebildeten Baueinheit wird diese durch Verstellen der Spannschlösser 11 und 12 sowie durch angulares bzw. laterales Verschwenken der beiden Rohrabschnitte 4 und 5 gegeneinander so weit verformt, bis etwaige Abweichun-

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α<~·η und I-"I'JLhtuiiijbfi-filtr ausijcgl ichon sind und die Baueinheit sich in das bereits verlegte Rohrleitungssystem einfügt und mit diesem verbunden .-.L-roui k.jnn. Anschl i> Si.-nd werden die SicherunosdtSihte 23 und 24 in die Spaniischlesser eingesetzt. Die Spannschlösser bleiben dabei δ auch nach erfolgter Montage frei von außen zugänglich, so daß sie jederzeit kontrolliert, gewartet und gegebenenfalls nachgestellt werden können.

Treten während des Betriebes infolge von Erwärmung Spannungen bzw. Verformungen auf, so werden diese durch eine Verformung der Kompensationsanordnung abgebaut, bei der die beiden Rohrabschnitte 4 und 5 und damit auch die beiden Rohre 1 und 2 ihre gegenseitige Lage verändern. Zugleich erlaubt auch eine geringe Verformung der Ringe 13 und 14 für eine, allerdings eng begrenzte, Nachgiebigkeit in axialer Richtung. Letztere kann, sofern sie nicht erwünscht ist, dadurch ausgeschaltet werden, daß Ringe aus einem Material hoher Festigkeit, z.B. Stahl, verwendet werden.

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Claims

Ij · 8121-08 Bremen, lo. Februar 1981

j.j Vv 21 B/Die/sch

Ij Vereinigte Flugtechnische Werke

Gesellschaft mit beschränkter Haftung

Π Patentansprüche

1.) Anordnung zur räumlichen Kompensation von Abweichungen, Fluchtungsfehlern und Verformungen in Rohrleitungssystemen, mit einem zwischen zwei Rohrabschnitten angeordneten flexiblen Balg sowie einer mit den beiden Rohrabschnitten gelenkig verbundenen, wenigstens ein längen-5veränderliches Abstandselement enthaltenden Verankerungseinrichtung zur Aufnahme von Längskräften, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungseinrichtung aus zwei Abstandselementen (11,12) besteht, die jeweils um etwa 18o Grad gegeneinander versetzt an der Außenseite der beiden Rohrabschnitte (4,5) gehaltert sind und daß die Abstandselement (11, 12) an wenigstens einem der beiden Rohrabschnitte (4,5) über eine in Bezug-auf die Mittelachse (A, A') des Rohrabschnitts (4,5) kardanische Aufhängung (13,14) angelenkt sind.
γ

] 2. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η -

15 ζ e i c h η e t, daß die Abstandselemente (11,12) an beiden Rohrabschnit-S ten (4,5) jeweils über eine kardanische Aufhängung (13,14) gehaltert sind.

3. Am..·:-!'iWtig Udell An¹; jjiuch 1 fidor 2, tkdutch gekennzeichnet, tirfß die AbstaniXtl'A'iorite (11,12) als längon-■,-■".rstC'l Iliüre Zuijbiangen 3usiji.biluet sind.

Li 4. . Anordnung nach Anspruch 3„ dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandseiemente (11,12) durch mit einer SicheruiTjbeinrichtung (23,24) versehene Spannschlösser gebildet werden.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch

gekennzeichnet, daß die kardanische Aufhängung jeweils aus einem konzentrisch um den zugehörigen Rohrabschnitt (4,5) angeordneten Ring (13,14) aus einem Leichtmetall besteht.