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''Gelenkige Rohrverbindung, insbesondere zwischen Lokomotive und Tender
Die Erfindung bezieht sich auf eine gelenkige Rohrverbindung, wie solche z. B: bei
Fahrzeugen vorkommen, bei denen ein Teil der Kraftanlage auf einem besonderen Fahrzeug
untergebracht ist. Dies ist z. B. der Fall bei Kondensationslokomotiven, bei denen
die Rückkühlanlage des Kondensators auf dem Tender angeordnet ist.
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Es sind Rohrgelenke bekannt, bei denen am Ende des einen Rohres ein
Kugelkopf vorgesehen ist, der in einen hohlkugelartigen Teil des anschließenden
Rohres hineinragt. Die Abdichtung zwischen den Köpfen erfolgt durch eine Stopfbuchse
mit Weich- oder Metallpackung. Solche Gelenke haben den Nachteil, daß bei zu starkem
Anziehen der Stopfbuchsenschrauben ein Klemmen eintritt.
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Es sind ferner gelenkige Rohrverbindungen bekannt, bei denen das eine
Rohr in einer als Kugelzone ausgebildeten metallischen Dichtfläche endet, die gegen
die am anderen Rohr befindliche metallische Gegenfläche (z. B. Hohlkegel) über ein
federbelastetes Zwischenglied verspannt ist, das sich gelenkig gegen einen Einbau
des einen Rohres abstützt. Bei einer Ausführung dieser Art ist der mit der Kugel-
J zone zusammenarbeitende Hohlkörper in der Längsrichtung des Rohres, in das er
eingesetzt ist, verschiebbar, und die Feder, die den Hohlkörper gegen die Kugelzone
drückt; ist zwischen das Rohr und den Hohlkörper geschaltet. Diese Ausführung hat
den Nachteil, daß die Außenfläche des Hohlkörpers und die Wand des Rohres außerordentlich
genau bearbeitet sein müssen, sonst wäre ein Kippen des Hohlkörpers und damit eine
einseitige Belastung der Feder unvermeidlich. Der Schiebesitz des Hohlkörpers in
dem Rohr hat den weiteren Nachteil, daß die Führungsflächen durch das durch die
Rohrleitung strömende Mittel (Flüssigkeiten oder Gase) angegriffen werden, oder
es kann sich der Hohlkörper infolge von Verunreinigungen des durch die Rohre strömenden
Stoffesfestklemmen.
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Den gleichen Nachteil großen Reibungswiderstandes würde die zuerst
erwähnte, bekannte gelenkige Rohrverbindung selbst dann noch aufweisen, wenn der
Hohlkörper, der die Kugelzone umgibt, nicht als Dichtpackung ausgebildet wäre, sondern
eine metallische Dichtfläche aufweisen würde. Bei dieser Rohrverbindung wird nämlich
die Federkraft, die den Hohlkörper gegen die Kugelzone drückt,
durch
einen die Feder umschließenden Federtopf auf eine Druckkugel übertragen, die in
einem brückenartigen Einbau der Kugelzone gelagert ist. Bei dieser Anordnung fallen
der Mittelpunkt der Druckkugel und der Mittelpunkt der Kugelzone zusammen. Bei-
einem Schwenken der Rohrteile muß daher zwischen der Druckkugel einerseits und entweder
dem Federtopf oder dem Einbau andererseits eine gleitende Reibung eintreten, die
-das freie Einstellen der gelenkig miteinander verbundenen Rohrteile erschwert und
eine Abnutzung von Federtopf, Druckkugel und Einbau zur Folge hat.
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Den Gegenstand der Erfindung bildet eine gelenkige Rohrverbindung,
die die Vorteile dieser letztgenannten Rohrverbindung hat, aber den Nachteil der
schweren Einstellbarkeit nicht besitzt. Dies wird erfindungsgemäß in erster Linie
dadurch erreicht, daß der Mittelpunkt der Kugelzone mit der Berührungsstelle zwischen
dem federbelasteten Zwischenglied (z. B. Federtopf) und dem (z. B. eine Druckkugel
aufnehmenden) Einbau ganz oder sehr nahe zusammenfällt.
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Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der
Erfindung. -Abb. i zeigt das erste Beispiel im mittleren Längsschnitt; Abb. a ist
eine entsprechende Darstellung bei anderer Lage der Rohrteile; Abb. 3 ist der Schnitt
nach der Linie III-III der Abb. i ; Abb. 4. veranschaulicht im mittleren Längsschnitt
das zweite Beispiel.
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Die beiden zu verbindenden Rohrq sind bei dem ersten Beispiel (Abb.
i bis 3) mit i und 2 bezeichnet. Das Rohr i ist an seinem Ende mit einem ringförmigen
Wulst 3 versehen, der an seinem Außenumfang eine Kugelzone 4 trägt. Das freie Ende
des Wulstes 3 ist mit gegenüberliegenden radialen Längsschlitzen 5 versehen, in
die die Arme 6 eines Druckkörpers 7 eingesetzt sind. Der brückenartige Einbau 7
hat in. seiner Mitte eine Aussparung 8, die zur Aufnahme einer auswechselbaren kleinen
Kugel g dient. In das Gegenrohr 2 ist ein Federträger io eingesetzt, der drei um
i2o" gegeneinander versetzte Arme ii hat. Der mittlere hülsenförmige Teil 12 des
Federträgers io dient zur Aufnahme einer Schraubenfeder 13, die den Anpreßdruck
zwischen der Kugelzone 4 und einem sie berührenden, mit dem Gegenrohr 2 zu gemeinsamer
Bewegung verbundenen Hohlkörper 14 bewirkt. Während sich das eine Ende der Feder
13 gegen den Boden 15 der Hülse 12 legt, stützt sich das andere Ende gegen den Kopf
16 eines als Federbolzen 17 ausgebildeten Zwischengliedes. Der Schaft 18 des Bolzens
17, um den die Feder 13 herumgelegt ist, ist durch eine Bohrung ig des Hülsenbodens
15 durchgesteckt und trägt an seinem freien Ende eine Schraubenmutter 2o. Die Bohrung
1g ist etwas größer ausgeführt, als dem Durchmesser des Bolzenschaftes 18 an dieser
Stelle entspricht, damit derFederbolzen 17 die Möglichkeit hat, sich in geringem
Maße schräg zu stellen. Die von der Feder 13 abgewandte Stirnfläche 2i des Bolzenkopfes
16 berührt die in den Einbau 7 eingesetzte Kugel 9 in einem Punkte 22. Der Punkt
22 ist Mittelpunkt der Kugel, zu der die Zone 4 gehört.
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Der mit dem Gegenrohr 2 zu gemeinsamer Drehung verbundene Hohlkörper
14 ist als Hohlkegel ausgebildet. Die Spitze 23 des Hohlkegels liegt dann, wenn
die Achsen 24 bzw. 25 der Rohre i und 2 zusammenfallen, auf der Rohrachse 24. DerBerührungspunkt22
zwischen dem Kopf 16 des Federbolzens 17 und der Druckkugel 9 liegt gleichfalls
auf der Achse 14 bzw. 25. Der Hohlkörper 14 wird durch einen Ring gebildet, der
in einem den Kugelwulst 3 umgebenden Hohlkörper 26 eingesetzt wird und durch vier
Stiftschrauben 27 mit dem erweiterten Ende 28 des Rohres 2 verbunden ist. Bei diesem
Beispiel sucht die in den Rohren i und 2 befindliche tropfbare oder gasförmige Flüssigkeit
den Hohlkörper 14 an der Stelle mit dem Durchmesser 29 an die Kugelzone 4. zu pressen.
Die Feder 13 wirkt hierbei in dem gleichen Sinne.
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Schwenkt das Gegenrohr 2 aus (s. Abb. 2), so berühren sich die Kugelzone
4 und der Hohlkegel 14 wieder mit dem gleichen Durchmesser 29, und die Berührungsstelle
3o des Federbolzenkopfes 16 mit der Druckkugel 9 ist praktisch von der Berührungsstelle
22 bei der nicht ausgeschwenkten Lage der Rohre i und 2 nicht verschieden. Es darf
daher insbesondere mit Rücksicht auf die geringe Schwenkbarkeit des Federbolzens
17 angenommen werden, daß die Berührungspunkte 30 und 22 praktisch zusammenfallen,
so daß auch bei ausgeschwenkten i Rohren i und 2 die Feder 13 ihre Kraft auf den
Mittelpunkt 2z der Kugelzone 4 und von da auf die Dichtungsflächen 14, 4 überträgt.
Die Feder 13 selbst wird beim Verschwenken der Rohre i und 2 praktisch lediglich
in ihrer Achsrichtung zusammengedrückt, so daß ihre Beanspruchung höher gewählt
werden kann als bei Ausführungen, bei der die Dichtungsfeder einseitig gebogen werden
muß.
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Das zweite Beispiel (Abb.4) behandelt den Fall, daß die Dichtungsfeder
13 außerhalb der Rohre i und 2 angeordnet ist, wobei die Rohre i und 2 im Winkel
zueinander stehen. Das Rohr i ist an seinem Ende wieder mit einem Ringwulst 3 versehen,
in den ein brückenartiger Einbau 7 eingesetzt ist. Im Gegensatz zum ersten Beispiel
ist aber der brückenartige Einbau 7 in seiner Mitte mit einer kegelförmigen Aussparung
31 versehen. Die Spitze des Kegels 31 ist der :Mittelpunkt 22 für die Kugel, zu
der die Kugelzone 4. gehört: Der Kugelwulst 3 ist wieder von einemHohlkegel14umgeben,
der an einen Flansch
des Rohres 2 geschraubt ist. Im Gegensatz zum
ersten Beispiel ist das zwischen die Stützstellen des Federwerkes 13 geschaltete
Zwischenglied als ein durch die Wand des Rohrkrümmers 32 geführter Druckstift 33
ausgebildet, der mit seiner einen Spitze 34 in der Ausnehmung 31 des Einbaues 7
liegt. Das aus dem Rohrkrümmer 32 herausragende Ende des Druckstiftes 33 liegt mit
einer Spitze 34 gegen die entsprechende Ausnehmung 35 eines Tellers 36 der Druckfeder
13 an. Das andere Ende der Feder 13 sitzt in der Aussparung 37 eines Deckels 38,
der mit dem Flansch 39 eines an den Rohrkrümmer 32 geschweißten, mit dem Rohr i
achsgleichen zylindrischen Teiles 40 verschraubt ist. Der Rohrkrümmer 32 weist an
der Stelle, an der der Stift 33 herausragt, eine Führung 41 auf, in der der Stift
33 abgedichtet ist. Schwenkt eins der beiden Rohre i oder 2 aus, so wird auch hier
die Kraft der Feder 13 im Mittelpunkte 22 der Kugel, zu der die Kugelzone 4 gehört,
übertragen, so daß ein gleichförmiger Dichtungsdruck an dem Hohlkegel 14 gewährleistet
wird.