NO167323B - Fleksibelt ledd. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et fleksibelt ledd av

den type som fremgår av ingressen til det etterfølgende selvstendige krav.

Det fleksible ledd omfatter en stiv,ytre del med en åpning, første og andre radielt innadrettede, ringformede flenser som er knyttet til den ytre del,hvilke f lenser står i avstand fra hver-

andre langs leddets lengdeakse, en stiv indre del med et endeparti anbragt i åpningen i den ytre del, en radielt utadrettet ringformet krage som er knyttet til den indre del, hvilken krage er anbragt mellom de første og andre flenser og omfattende første og andre fleksible ringformede bærere anbragt på motstående sider av kragen og liggende mellom kragen og flensene,

slik at når leddet er i virksomhet vil en bærer bli utsatt for aksiale sammentrykkede belastninger, mens den annen bærer blir utsatt for aksiale strekkbelast-

ninger og de første og andre bærere er bygget opp og innrettet slik at de har omtrent samme aksiale stivhet.

Det er fordelaktig om den ene eller begge bærere er

av en laminert konstruksjon omfattende en rekke lag av elastomerisk materiale f.eks. gummi, der det mellom lagene ligger et antall lag av forsterkende materiale f.eks. metall eller tekstil, plast som er armert med glassfiber og fiberforsterkede harpiksmaterialer.

Endeflatene av den ene eller begge bærere og de tilsvarende flater på de indre og ytre deler kan være plane, men det er å foretrekke at flatene har buet profil f.eks. som del av en kuleform. Der bærerne er av laminert oppbygning, kan lagene av elastomerisk materiale og forsterkende materiale med fordel ha buet profil svarende til endeflatene.

Der endeflatene og der man har individuelle lag av en bærer som har buet profil, er flatene og lagene fortrinns-vis utført med et felles krumningssentrum som fortrinns-vis ligger på lengdeaksen for leddet. Der hver bærer er utført slik, kan de respektive felles krumningssentre for bærerene falle sammen eller det felles krumnings-senter for en bærer kan ligge i aksial avstand fra og/ eller radiell avstand fra det felles krumningssenteret for den annen bærer.

Utligning av den aksiale stivhet av bærerene kan foregå

på en rekke måter, f.eks. der begge bærere innbefatter elastomerisk materiale, kan dette velges slik at elasti-sitsmodulen for det elastomeriske materiale i en bærer er forskjellig fra elastisitetsmodulen for det elastomeriske materiale i den annen bærer. Videre kan det elastomeriske materiale i en bærer vasrevalgt slik at dens elastisitetsmodul enten er konstant eller variabel, f.eks. kan elastisitetsmodulen variere fra ett lag til et annet og/ eller elastisitetsmodulen kan variere innen laget.

Der begge bærere er av laminert oppbygning, kan antallet av lag av elastomerisk materiale og forsterkede materiale i en bærer være forskjellig fra de samme antall i den annen bærer. Som et alternativ eller som et tillegg kan den innbyrdes avstand mellom lagene i en bærer være forskjellig fra de tilsvarende avstander i den annen bærer. Videre kan den innbyrdes avstand mellom lagene i en bærer være konstant eller variabel.

I en foretrukken utførelsesform er den første bærer anbragt radielt innenfor den annen bærer med hver bærer bygget opp laminert med avvekslende lag av elastomerisk materiale og forsterkende materiale med delvis kuleformet profil med et felles krumningssentrum liggende på leddets sentrale lengdeakse ved de respektive felles krumningssentre for bærerene sammenfallende og det elastomeriske materiale i den første bærer har en høyere elastisitetsmodul enn det elastomeriske materiale i den annen bærer.

I tillegg til at'de første og andre bærere har stort sett samme aksiale stivhet, er det fordelaktig at de også

har stort sett lik radiell stivhet og enda mer fordelaktig er det om de under konisk avbøyning utsettes for stort sett like skjærspenningsnivåer som frembringes i hver bærer.

Det fleksible ledd kan benyttes i rørledninger, der både de indre og ytre deler er utført med innvendige gjennom-gående boringer for passasje av fluider. På dette an-vendelsesområde kan fleksible ledd anvendes for å danne en forbindelse enten mellom på hverandre følgende lengder av ledninger eller mellom et innløp-eller et utløpspunkt og en ledningslengde.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved de i kravene gjengitte trekk og vil i det følgende bli forklart nærmere som eksempel under henvisning til tegningen som viser et aksialt snitt gjennom en utførelsesform for et ledd i henhold til oppfinnelsen.

Leddet 1 som er vist på tegningen, omfatter en rørformet ytre del 2, en rørformet indre del 3 med et endeparti 4 liggende inne i den ytre del og en bæreanordning 5

som virker mellom de ytre og indre deler 2 og 3- Når leddet 1 er i bruk, blir den indre del 3 forbundet med enden av det ene av to fluidumledninger (ikke vist)

som skal kobles sammen og den ytre del 2 blir forbundet med en annen ledning (ikke vist) ved hjelp av passende midler.

Bæreanordningen 5 innbefatter første og andre ringformede fleksible bærere 6 og 7 som hver består av en rekke lag av materialer som veksler mellom elastomerisk materiale 6a - 7a, f.eks. nitrilgummi og ikke strekkbart forsterk-ningsmateriale 6b -7 b, f.eks. stål.

Lagene 6a - 6b og 7a - 7b i bærerene 6 og 7 har delvis kuleformet profil sett i radielt snitt og har et felles krumningssentrum 8 som ligger på leddets lengdeakse L. Bærerene 6 og 7 er anbragt på motstående sider av en radielt utadrettet ringformet krage 9 som er i et stykke med endepartiet av den indre del 3 og er skråttstilt i en spiss vinkel på lengdeaks.en L for leddet 1. De radielt sett ytre og radielt sett indre elastomeriske lag av bærerene 6 og 7 er forbundet med de radielt innadvendte og utadvendte flater 9a og 9b på kragen 9. Flatene 9a og 9b har delvis kuleformet profil ved samme krumningssentrum som de enkelte lag som utgjør bærerene 6 og 7.

De radielt sett innerste og radielt sett ytterste lag av bærerene 6 og 7 er henholdsvis forbundet med de radielt sett utadvendte og innadvendte flater 10a og lia på henholdsvis de ringformede flenser 10 og 11. Flatene 10a og lia har delvis kuleformet profil med samme krumningssentrum som de enkelte lag som utgjør bærerene 6 og 7•

Flensen 10 har et ringformet aksialt fremspring 12 med en rekke aksialt rettede hull 12a som står i avstand fra hverandre i omkretsretningen. Hvert hull 12a er innvendig gjenget for å kunne oppta en utvendig gjenget bolt (ikke vist) for å feste flensen 10 til den ytre del 2.

Flensen 11 har et ringformet radielt rettet fremspring 13 som også har en rekke aksialt rettede åpninger 13a som står i avstand fra hverandre i omkretsretningen.

En tilhørende bolt (ikke vist) er innsatt gjennom hver åpning 13a for å feste flensen 11 til den ytre del 2. En ring 14 av elastomerisk materiale som er motstands-dyktig mot det fluidum som skal transporteres gjennom ledningene som er koblet sammen med leddet, er bundet til kragen 9, den radielt sett indre flate på bæreren 6 og flensen 11. Ringen 14 har en innvendig diameter som tilsvarer de innvendige^diametere av endepartiet 4 på den indre del 3 og flensen 10 slik&t leddet får en glatt invendig boring med ensartet tverrsnitt som understøtter fluidumstrømmen gjennom leddet 1.

Som forklart ovenfor er bæreanordningen 5 innbefattende den indre del 3 og flensene 10 og 11 utført som en sammen-hengende enhet som er utløsbart festet til den ytre del 2 for å lette montering og senere vedlikehold av leddet.

Under bruk vil aksiale belastninger som utøves på den indre del 3 i retning av pilen A eller på den ytre del 2 i retning.av pilen B opptas av bæreren 7 som står under trykk mens bæreren 6 står under strekk. Aksiale belastninger som utøves på den indre del 3 i retning av pilen B eller på den ytre del 2 i retning av pilen A, opptas av bæreren 6 under trykk samtidig med at bæreren 7 blir utsatt for økende strekkbelastninger.

Por å hindre den ene eJler den annen bærer i å bli utsatt for en total strekkpåkjenning under aksialt virkende belastninger på enten den indre eller den ytre del, er bærerene 6 og 7 utført slik at de blir forhåndsbelastet med trykk. Graden av sammentrykning på forhånd velges slik at under aksial belastning som fører til økende strekkpåkjenning av enten bæreren 6 eller bæreren J, forblir det elastomeriske materiale under kompresjon.

Videre er i henhold til oppfinnelsen bærerene 6 og 7 bygget opp og innrettet slik at de har omtrent lik aksial stivhet, slik at leddet er istand til å motstå høye aksiale belastninger som utøves på enten den indre del eller den ytre del og enten i retning av pilen A

eller pilen B.

Med den ovenfor beskrevne konstruksjon av leddet, oppnås utligning av de aksiale stivheter for bærerene 6 og 7 ved (a) forming av de elastomeriske lag 6a i den radielt sett indre av de to bærere av elastomerisk materiale av en høyere elastisitetsmodul enn for det elastomeriske materiale som utgjør lagene 7a i den radielt sett ytre bærer, (b) ved anbringelse av et større antall forsterkendé metallplater 6b i den radielt sett indre av de to bærere enn i den radielt sett ytre bærer (9 metallplast 6b i motsetning til 6 metallplater 7b) og (c) ved reduksjon av tykkelsen av de elastomeriske lag 6a mellom de forsterkende metallplater 6b i bæreren 6 sammenlignet med tykkelsen av de elastomeriske lag 7a mellom de forsterkende metallplater 7b i bæreren 7-

I hver av bærerene 6 og 7 er elastisitetsmodulen for det elastomeriske materiale som danner lagene 6a og 7a konstant gjennom hele bæreren og tykkelsen av lagene 6a og 7a er også konstant gjennom bæreren. Imidlertid behøver disse verdier i alternative konstruksjoner ikke nødven-digvis være konstante, men kan varieres på en kontrollert måte for å skape den nødvendige utligning av aksial stivhet.

Claims (5)

1. Fleksibelt ledd (1) omfattende en stiv ytre del (2) med en åpning, første og andre radielt innadrettede ringformede flenser (10, 11) som er knyttet til den ytre del (2) hvilke flenser (10, 11) står i avstand fra hverandre langs leddets (1) lengdeakse, en stiv indre del (3) med et endeparti (4) anbragt i åpningen i den ytre del (2), en radielt utadrettet ringformet krage (9) som er anbragt mellom de første og andre flenser (10, 11), en første ringformet elastomerisk bærer (6) som virker mellom en radielt utadvendt flate på den første flens (10) og en radielt innadrettet flate på kragen (9), en andre ringformet elastomerisk bærer (7) som virker mellom en radielt utadvendt flate på kragen og en radielt innadvendt flate på den annen flens (11), og hvor den første bærer (6) står radielt innenfor den annen bærer (7),karakterisert vedat det elastomeriske materialet (6a) i den første bærer (6) har en høyere elastisitetsmodul enn det elastomeriske materialet (7a) i den andre radielt sett ytre bærer (7) og at de to bærere (6 og 7) er utført slik at de får så godt som samme aksiale stivhet.

2. Fleksibelt ledd som angitt i krav 1,karakterisert vedat elastisitetsmodulen for det elastomeriske materiale (6a, 7a) i den første bærer (6) og/eller den annen bærer (7) varierer fra den ene ende av bæreren til den annen.

3. Fleksibelt ledd som angitt i krav 1 eller 2,karakterisert vedat elastisitetsmodulen for ett eller flere lag (6a, 7a) av elastomerisk materiale i den første bærer (6) og/eller i den annen bærer (7) varierer inne i laget eller i hvert lag (6a, 7a).

4. Fleksibelt ledd som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat de første og andre bærere (6, 7) har stort sett samme radielle stivhet.

5. Fleksibelt ledd som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisert vedat de to bærere (6, 7) er bygget opp og innrettet slik at under konisk avbøyning blir de skjærspenningsnivåer som oppstår i hver bærer stort sett like.