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Schwenkbare Gelenkverbindung für Fließmittelleitungen Die Erfindung
betrifft schwenkbare Gelenkverbindungen für Leitungen von Fließmitteln.
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Die Hauptaufgabe der Erfindung besteht in der Erstellung eines aus
mehreren, drehbar untereinander verbundenen Teilen bestehenden Gelenks oder Verbindungsstücks,
durch welches Fließmittel in mehreren getrennten Strömen geleitet werden kann, wobei
beispielsweise in entgegengesetzter Richtung fließende Ströme oder Ströme mit verschiedener
Geschwindigkeit, Druck usw. oder Ströme verschiedener Fließmittel gleichzeitig durch
das Gelenk fließen können.
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Das Gelenk soll dabei so beschaffen sein, daß ein Vermischen der Ströme
oder eine Drosselung eines oder aller Ströme mit Sicherheit vermieden wird.
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Ferner soll. gemäß der Erfindung ein aus wenigen, einfachen und verschleißfesten
Teilen bestehendes Gelenk, das zur Leitung zweier verschiedener oder getrennter
Fließmittelströme bestimmt ist, so ausgebildet sein, daß diese beiden Ströme weder
im Ruhezustand noch in der Bewegung sich gegenseitig beeinflussen oder durch das
Drehen der Gelenkteile beeinflußt werden können.
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Das Gelenk soll aus wenigen, einfach herzustellenden und leicht zusammenbaubaren
bzw. im Falle von Reparaturen leicht ausbaubaren und auswechselbaren Teilen bestehen.
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Als Dichtungen werden vorzugsweise zwei mit Abstand angeordnete ringförmige
Dichtungen gleicher Form und Abmessung verwendet, die so angeordnet sind, daß sie
die Ströme sowohl voneinander als auch von den Lagern getrennt halten, mittels derer
die einzelnen Gelenkteile drehbar untereinander verbunden sind.
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Das Gelenk besteht gemäß der Erfindung aus zwei relativ zueinander
drehbaren Teilen, von
denen der eine ein hülsenförmiger Fassungs-
oder Halterungsteil, der im folgenden als Halterung bezeichnet ist, und der andere
ein spindelförmig ausgebildeter Teil ist, der im folgenden als Spindel bezeichnet
ist. Die Halterung hat eine die Lagerung aufnehmende Ausnehmung und in Fortsetzung
derselben zwei konzentrische Einsenkungen oder Bohrungen, von denen die am weitesten
innen liegende einen kleineren Durchmesser hat.
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Bei einer zweckmäßigen Bauart ist die Halterung mit einer koaxial
zu der Ausnehmung und den Einsenkungen angeordneten Fließmittelöffnung und mit einer
zwischen seinen Enden liegenden, seitlichen Öffnung versehen. Die Spindel weist
einen aus der Ausnehmung der Halterung herausragenden äußeren Endteil auf sowie
einen innerhalb der Halterung liegenden Teil, der aus einem Lagerteil und einem
inneren Endteil besteht. Die Spindel hat zwei Durchgangskanäle, von welchen der
eine in einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung eine mittlere,
sich von einem zum anderen Spindelende erstreckende Durchgangsöffnung und der andere
ein die mittlere Öffnung umgebender Ringraum ist, der sich von dem Kopf des inneren
Endteils bis zu dem äußeren Endteil der Spindel -erstreckt und zwei in diesen beiden
Endteilen liegende seitliche Öffnungen miteinander verbindet.
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Die- die Spindel in der Halterung drehbar abstützende Lagerung ist
vorzugsweise ein Wälzlager, dessen äußerer Lagerring in der Halterung und dessen
innerer Lagerring an der Spindel angeordnet ist. Der innere Lagerring wird am Lagerteil
durch einen mit Innengewinde versehenen Haltering gehalten, der auf einem mit Gewinde
versehenen Teil der Spindel aufgeschraubt ist, während der äußere Lagerring durch
einen in die Halterung eingeschraubten Haltering festgelegt ist.
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Die die einzelnen Gelenkteile abdichtende Dichtung besteht vorzugsweise
aus zwei gleichen, mit Abstand angeordneten, von der Halterung getragenen Dichtungsringen,
welche die Spindel an ihrer Außenseite beiderseits der im inneren Endteil vorgesehenen
Öffnung oder Öffnungen abdichten. Bei einer. zweckmäßigen Ausführungsart ist der
eine dieser beiden Dichtungsringe in der am weitesten innen liegenden kleinen Einsenkung
der Halterung und der andere Dichtungsring in einem in die größere Einsenkung eingesetzten
Einsatzstück angeordnet. Das Einsatzstück ist mit Kanälenuverse'hen, mittels welcher
die im inneren Endteil der Spindel befindliche Öffnung oder Öffnungen. mit der seitlichen
Öffnung der Halterung in, Verbindung stehen.
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Die verschiedenen Merkmale der Erfindung lassen sich unschwer aus
dem folgenden Teil der Beschreibung entnehmen, in welchem ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung an Hand von Zeichnungen beschrieben wird. In den Zeichnungen ist Fig:
i ein Längsschnitt durch eine typische Ausführungsform der Erfindung, Fig. a ein
Querschnitt gemäß der Schnittlinie 2-2 der Fig. i, Fig. 3 ein Querschnitt gemäß
der Schnittlinie 3-3 der Fig. i und .
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Fig. q. ein Querschnitt gemäß der Schnittlinie ¢-4. der Fig. i.
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Gemäß der Erfindung ausgeführte Gelenkverbindungen eignen sich zur
Leitung von mehreren getrennten oder verschiedenen Fließmittelströmen, wobei es
sich entweder um Ströme aus dem gleichen Fließmittel oder um Ströme von verschiedenen
Fließmitteln handeln kann. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel besteht das Gelenk
aus zwei Hauptteilen, der Halterung A, und der Spindel B,
die durch
eine Lagerung C drehbar miteinander verbunden sind, sowie aus einer zwischen den
Hauptteilen A und B liegenden Dichtungseinrichtung D. Die Bauweise
dieses die Ströme voneinander getrennt haltenden Gelenks wird im folgenden im einzelnen
beschrieben.
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Der Hauptteil A ist an seinem äußeren Ende i i mit einer das Lager
C aufnehmenden Ausnehmung oder Ausbohrung io versehen. Hinter dieser Ausnehmung
io befindet sich die konzentrisch zu dieser Ausnehmung liegende Einsenkung 12, hinter
der eine weitere Einsenkung 13 liegt, deren Durchmesser erheblich kleiner als der
der ersten Einsenkung ist. Gemäß der Erfindung ist die Halterung mit mehreren Öffnungen
oder Fließmittelkanälen versehen, insbesondere mit der von ihrem inneren Ende ii
in die Einsenkung 13 führenden mittleren Öffnung 15. Eine zweite Öffnung
17 befindet sich an der einen Seite der Halterung A zwischen deren beiden Enden
und ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel so angeordnet, daß sie im Bereich der
größeren Einsenkung 12, liegt und mit dieser in Verbindung steht. Die Öffnungen
15 und 17 haben mit Gewinde versehene Teile 18 und i9 für die Anschlußleitungen.
So ist bei der gezeigten Ausführung in den Öffnungsteil 18 ein Zuleitungsrohr 2o
und in den Öffnungsteil i9 seitlich ein Rohr 2i eingeschraubt.
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Die Spindel des Gelenks besteht au's einem länglichen, rohrförmigen
Körper, dessen äußerer Endteil 25 aus dem Ende i i der Halterung A herausragt, während
sein Lagerteil 26 und sein innerer Endteil 27 innerhalb der Halterung liegen.
Eine mittlere Längsbohrung 30 erstreckt sich durch die Spindel von ihrem
einen zu ihrem anderen Ende. Diese Bohrung ist an dem vorstehenden oder äußeren
Endteil 25 mit Gewinde 3 1 zur Aufnahme eines Rohres 32 od. dgl. versehen.
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Gemäß der Erfindung ist die Spindel B so ausgebildet, daß sie zwei
verschiedene Fließmittelströme aufnehmen und leiten kann, wobei die Anordnung vorzugsweise
so getroffen ist, daß diese Ströme zwischen dem inneren und dem äußeren Endteil
der Spindel getrennt geführt werden. In denn beschriebenen Ausführungsbeispiel werden
die Ströme in zwei konzentrischen Kanälen geführt, die durch einen in die Spindel
eingesetzten Einsatz 36 gebildet werden, der aus einem länglichen rohrförmigen,
mittleren Teil 37 und zwei erweiterten Enden 38 besteht. Der mittlere Teil 37 hat
eine solche Länge, daß er sich von dem inneren Endteil
27 der Spindel
bis zu deren äußerem Endteil 25 erstreckt, wobei sein Außendurchmesser kleiner als
die Bohrung 30 ist, so daß ein ringförmiger Kanal 40 zwischen dem mittleren
Teil 37 und der Wand der Bohrung 3o entsteht. Die vergrößerten Enden 38 des
Einsatzes sind mit Gleitsitz in die Bohrung 3o eingepaßt und gegenüber dieser mittels
der Dichtungsringe 41 abgedichtet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind an
den Enden des Einsatzes geeignete Sicherungen, wie z. B. die Sprengringe 42, vorgesehen,
um den Einsatz in seiner gewünschten Stellung zu halten.
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Der Einsatz 36 besitzt eine durchgehende mittlere Längsbohrung 45,
durch welche ein zwischen der Öffnung 15 im äußeren Ende der Halterung und
der Bohrung 3o am äußeren Ende der Spindel fließender Strom hindurchgeht. Gemäß
der Erfindung sind in dem inneren Endteil der Spindel eine oder mehrere seitliche
Öffnungen 5o vorgesehen, welche vorzugsweise an einer innerhalb der größeren Einsenkung
12 befindlichen Stelle der Spindel liegen und welche eine Verbindung zwischen dem
Ringkanal 40 und der seitlichen Öffnung 17 der Halterung herstellen. In dem gezeigten
Ausführungsbeispiel liegen diese Öffnungen 5o mit der seitlichen Öffnung 17 in einer
Ebene (s. Fig. i und 2). In dem äußeren Endteil 25 der Spindel befindet sich eine
seitliche Öffnung oder ein Kanal 51, der von dem Ringkanal 40 zur Außenseite der
Spindel führt und dessen äußeres Ende 52 mit Gewinde zur Aufnahme einer geeigneten
Rohrleitung 53 od. dgl. versehen ist. Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß
der in der Spindel vorgesehene Ringkanal 4o dazu dient, Fließmittel zwischen den
Öffnungen oder Kanälen 17 und. 51 bzw. zwischen den Rohren 21 und 53 unabhängig
von dem Fließmittel zu führen, welches zwischen den Rohren 2o und 32 durch den Einsatz
strömt.
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Das den Spindelteil an der Halterung drehbar abstützende Lager C ist
in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Wälzlager, dessen innerer Lagerring 6o
auf dem Lagerteil 26 der Spindel und dessen äußerer Lagerring 61 in der Ausnehmung
io angeordnet ist. Das Lager hat zwei Reihen von Kugeln 62. Der innere Lagerring
6o wird an eine Schulter 63 der Spindel durch einen Haltering 64 angedrückt, der
neben dem Lagerteil 26 der Spindel auf den inneren Endteil aufgeschraubt ist. Der
äußere Lagerring 61 wird in der Ausnehmung io durch einen in das äußere Ende der
Ausnehmung eingeschraubten Haltering 7o festgelegt. Ein geeigneter Dichtungsring
72 ist zwischen Haltering 70 und der Spindel angebracht.
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Die Abdichtung D dichtet die Halterung A
gegenüber der
Spindel B ab, so daß die durch das Gelenk strömenden Fließmittel voneinander getrennt
gehalten werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Abdichtung
D aus den beiden Dichtungsringen 8o und 81, die in der Halterung A eingebaut sind
und die an dem inneren Endteil 27 der Spindel beiderseits der Öffnungen 5o dieses
Spindelteils anliegen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Dichtungsringe
8o und 81 in Größe, Gestalt und Bauart gleich. Der Dichtungsring 8o ist in der kleinen
Einsenkung 13 der Halterung und der Dichtungsring 81 in einem in der größeren Einsenkung
12 angeordneten Einsatzstück 85 eingebaut. Das Einsatzstück 85 ist ein ringförmiger
Körper, der in die größere Einsenkung 12 eingeschoben ist und diese ausfüllt. Es
umgibt den Spindelteil 27 an der Stelle, an der sich die Öffnungen 5o befinden.
Das Einsatzstück 85, das den Dichtungsring 8o in einer ringförmigen Aussparung 87
haltert, wird durch das zwischen ihm und dem äußeren Lagerring 61 des Lagers C liegende
Abstandsstück 88 in seiner Stellung in der Einsenkung i2 gehalten. Gemäß der Erfindung
ist das Einsatzstück mit einer Reihe von Nuten go und Kanälen gi versehen, welche
Durchgänge von ausreichender Größe zwischen den Öffnungen 50 und der Öffnung
17 bilden (s. Fig. 2). Zwischen der ringförmigen Außenfläche des Einsatzstückes
85 und der Einsenkung 12 befindet sich ebenfalls ein Dichtungsring.
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Wie die vorstehende Beschreibung zeigt, werden bei der Bauart gemäß
der Erfindung die beiden Teile A und B gegenseitig frei drehbar gekuppelt, und zwar
derart, daß zwei getrennte und verschiedene Fließmittelströme gleichzeitig durch
das Gelenk fließen können, wobei der eine der Ströme durch oder zwischen den Rohren
2o und 32 und der andere durch oder zwischen den Rohren 2i und 53 fließt. Beispielsweise
kann ein ausfließender Strom durch den Einsatz 36 bzw. zwischen den Rohren 2o und
32 und der.rückfließende Strom um den Einsatz herum bzw. zwischen den Rohren 53
und 2i geleitet werden. Da die Kanäle für diese Ströme völlig voneinander getrennt
sind, können die Ströme hinsichtlich ihrer Art, ihres Drucks oder anderer Eigenschaften
verschieden sein. Sie können aber auch gleicher Art sein und lediglich in verschiedener
Richtung oder auch in der gleichen Richtung fließen, wobei ihre Drücke, Geschwindigkeiten
usw. verschieden sein können.
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Die Erfindung ist nicht auf die im vorstehenden beschriebene vorzugsweise
Ausführungsform beschränkt, sondern soll auch alle dem Fachmann geläufigen Abwandlungen
umfassen.