DE7439173U - Teleskopische Strömungsverbindung - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

dr. O. DITTMANN

K. L. SCHIFF DH. A. ν. FÜNER

Dipl. inc P. STHEHL DB. U. SCHÜBEL-HOPF DIPL. INO. D. EBDlNGI IAUS

D-8 MÜNCHEN OO

POSTADRESSE D-8 MÜNCHEN 05 POSTFACH OROlOO

TELEFON (08Θ) 45 83 54 TELkGR. AUnOMARCPAT MÜNCHEN

TELEX 5-23 565 AURO D

K.K. Komatsu Seisakusho DA-11533

25. November 1974

Priorität: 26. November 1973, Japan, Nr. 131 657

Teleskopisch^ Ströinungsverbinaung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung an teleskopischen

Strömungsverbindungen.

Bei der Zuführung eines Strömungsmittels aus einem stationären Rohr in ein bewegbares Rohr wird bisher mit folgender teleskopischer Verbindung des stationären mit dem bewegbaren Rohr gearbeitet. Gemäß Fig. 1 der Zeichnung ist ein bewegbares kleines Rohr b flüssigkeitsdicht gleitend in ein großes Rohr a eingesetzt. Dabei tritt eine Axialkraft f auf, die durch die Gleichung

F =

χ Ρ

gegeben ist, wobei D der Innendurchmesser des großen Rohrs a und P der Druck des Strömungsmittels ist. Bewegt sich nun das bewegbare κohr b um einen Weg h, so findet in dem Strömungsmittel eine Volumenänderung V statt, die durch die Gleichung

D² χ h

gegeben ist.

Die bekannte Anordnung ist insofern von Nachtei], als für die bewegbare Seite eine komplizierte Steuerung erforderlich ist.

Der Erfindimg liegt die Aufgabe zugrunde, Schwierigkeiten, wie sie bei teleskopischen Strömungsverbindungen nach dem Stand der Technik auftreten, zu vermeiden.

Eine erfindungsgemäße Strömungsverbindung umfaßt dabei ein stationäres Innenrohr mit kleinem Durchmesser, ein gleitendes Zwischenrohr mit großem Durchmesser sowie ein Außenrohr. Die innere Mantelfläche des gleixenden Zwischenrohrs steht dabei mit dem Innenrohr flüssigkeitsdicht über einen Flanschteil des Innenrohrs derart in gleitender Berührung, daß eine Strömungsdurchführung gebildet wird. Andererseits steht die äußere Mantelfläche des Zwischenrohrs mit dem Außenrohr flüssigkeitsdicht über einen Flanschteil am Außenrohr in gleitender Berührung, wobei eine Ausgleichskammer gebildet wird, die mit der Strömungsmittel~Durch führung verbunden ist.

Dir Erfindung wird in der nachstehenden Beschreibung zweier in Fig. 2 und 3 der Zeichnung im Längsschnitt gezeigter bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Gemäß Fig. 2 ist an einer stationären Seite 1 eine untere Armatur 3 für ein stationäres Innenrohr 2 mittels Bolzen 4 fest angebracht. In der stationären Seite 1 ist eine öffnung 5 vorgesehen, die-sich über eine weitere Öffnung 6 der unteren Armatur 3 in das Innere des Innenrohrs 2 öffnet. Ein an dem Innenrohr vorgesehener oberer Flansch 7 greift in ein gleitendes Zwischenrohr 8 ein, wobei eine Flüssigkeitsdichtung zwischen dem stationären Innenrohr 2 und dem gleitenden Zwischenrohr 8 durch Zusammenwirken der inneren Mantelfläche 8a und einer an dem Flansch 7 montierten Dichtung 9 erreicht wird. Das Zwischenrohr 8 setzt an einer oberen Armatur 10 an, die mittels Bolzen 12 an der bewegbaren Seite 11 fest angebracht ist. An der bewegbaren Seite 11 ist eine Öffnung 13 vorgesehen, die sich über eine weitere Öffnung 14 der oberen Armatur 10 in das Innere des gleitenden Zwischenrohrs 8 öffnet.

An der unteren Armatur 3 des stationären Innenrohrs 2 ist ferner über die Bolzen 4 ein Außenrohr 15 fest angebracht. Die äußere Mantelfläche 8b des Zwischenrohrs 8 greift gleitend in einen am

oberen Ende des Außenrohrs 15 angeordneten nach innen gerichteten Flansch 16 ein, wobei eine Flüssigkeitsdichtung durch eine an dem Flansch 16 montierte Dichtung 17 erreicht wird. An dem Zwischenrohr 8 ist ferner ein unterer nach außen gerichteter Flansch 21 vorgesehen, der über eine Dichtung 22 flüssigkeitsdicht und gleitend an der inneren Mantelfläche 15a des Außenrohrs 15 anliegt. Zwischen der inneren Mantelfläche 15a des Außenrohrs 15 und der äußeren Mantelfläche 8b des Zwischenrohrs 8 ist somit eine Ausgleichskammer 18 vorhanden, die über eine Leitung 19 und eine in der unteren Armatur 3 vorgesehene Öldurchführung 20 in die Öffnung 5 mündet.

Der Innendurchmesser d und der Außendurchmesser D. des Zwiscbenrohrs 8 sowie der Innendurchmesser D des Außenrohrs 15 hängen über die Gleichung

-ξ-d² = -$- (D² - D² ) (1)

zusammen.

Das an der Öffnung 5 der stationären Se Ite 1 eintretende Strömungsmittel strömt dabei durch die Öffnung 6, das stationäre Innenrohr 2, das gleitende Zwischenrohr 8, die Öffnung 14 und die Öffnung 13 3er bewegbaren Seite 11.

Die erzeugte Axialkraft F ist durch die allgemeine Gleichung

F=PxA (2;

gegeben, wobei P der Druck des Strömungsmittels und A die Fläche ist, auf die der Druck P wirkt. Im vorliegenden Fall ist die erzeugte Axialkraft F durch die Gleichung

F = JJ- d² χ P - -J- (D² - D²) χ Ρ (3) gegeben.

Sezt man Gleichung (1) in Gleichung (3) ein, so ergibt sich F = 0; d.h. es entsteht keine Axialkraft.

Bei Aus- und Einfahren der teleskopischen Strömungsverbindung tritt eine Volumenänderung V in dem Strömungsmittel auf, die

durch die allgemeine Gleichung

V == A χ h (4)

gegeben ist, wobei A die Querschnittsfläche der Verbindung und h der Weg ist, um den die Verbindung ein- bzw. ausgefahren wird. Im vorliegenden Fall ist die aufcretende Volumenänderung V durch die Gleichung

£²^ (D* - D^) χ h (5)

gegeben. Setzt man wiederum Gleichung (1) in Gleichung (5) ein, so ergib'- sich V=O, d.h. es tritt beim Sin- bzw. Ausfahren der Kupplung keine Volumenänderung in dem Strömungsmittel auf.

Aus der obigen Gleichung (3) ergibt sich ferner, daß sich die Axialkraft durch Än<
15 einstellen läßt.

Axialkraft durch Ändern des Innendurchmessers D des Außenrohrs

Als Variante zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 kann gemä.3 Fig. 3 in der Kantelwand des gleitenden Zwischenrohrs 8 eine Öffnung 23 vorgesehen sein, die in die Au.jleichSKammer 18 mündet. In beiden Fällen kann ferner eine Belüftungsöffnung 24 in der Mantelwand des Außenrohrs 15 an dessen unterem Ende vorgesehen sein.

Wie oben dargelegt, vermittelt die Erfindung eine teleskopische Strömungsverbindung mit einem großen gleitenden Zwischenrohr 8 •und einem kleinen stationären Innenrohr 2. Indem zwischen der äußeren Mantelfläche 8b des Zwischenrohrs 8 und der inneren Mantelfläche 15a des Außenrohrs 15 eine Äusgleichskammer 18 gebildet wird, die mit der Strömungsmittel-Durchführung in Verbindung steht, tritt keine Axialkraft auf, und beim Aus- und Einfahren der Verbindung entsteht keine Volumenänderung. Daher läßt sich leicht eine Servosteuerung für einen bewegbaren Körper erzielen, der über die erfindungsgemäße teleskopische Strömungsverbindung verbunden ist.

Claims (4)

ftnsprüche

1. Teleskopische Strömungsverbindung für zwei relativ zueinander bewegbare Teile,

mit einem mit dem einen Teil verbundenen Innenrohr kleineren Durchmessers und einem mit dem anderen Teil verbundenen weiteren Rohr größeren Durchmessers, wobei das Innenrohr fluidumdicht und gleitend an der inneren Mantelfläche des weiteren Rohrs angreift und mit diesem eine Strömungsmittel-Durchführung bildet, gekennzeichnet durch ein mit dem einen Teil (1) verbundenes Außenrohr (15), dessen innere Mantelfläche (15a) gleitend und fluidumdicht (17) an der äußeren Mantelfläche (8b) des besagten weiteren Rohrs (8) angreife und mit dieser Mantelfläche (8b) eine Ausgleichskammer (18) bildet, die mit der Strömungsmittel-Durchführung verbunden ist.

2. Strömungsverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser d und der Außendurchmesser D. des besagten v/eiteren Rohrs (8) sowie der Innendurchmesser D_Q des

Außenrohrs (15) über die Gleichung

^π d² = 4- (D* - D*)

zusammenhängen.

3. Strömungsverbindung nach Anspruch 1 oder 2, daduroii gekennzeichnet, daß die Ausgleichskammer (18) über eine äußere Leitung (19) mit dem Inneren des Innenrohrs (2) verbunden ist.

4. Strömungsverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichskammer (18) über eine in der Mantel wand des besagten weiteren Rohrs (8) vorgesehene Öffnung (23) mit dem Inneren des weiteren Rohrs verbunden ist.

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