DE102016113255A1 - Line connection arrangement - Google Patents

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DE102016113255A1
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DE102016113255.1A
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Mathias Bahr
Manuel Schmalz
Manfred Wünschmann
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Witzenmann GmbH
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Witzenmann GmbH
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Abstract

Vorgeschlagen wird eine Leitungsverbindungsanordnung (1), umfassend: ein erstes Leitungselement (2) mit einer endständigen Aufweitung; ein zweites Leitungselement (3) mit einer endständigen Aufweitung; ein flexibles Leitungselement (4), insbesondere Balg, welches zwischen dem ersten Leitungselement (2) und dem zweiten Leitungselement (3) angeordnet ist und welches von der Aufweitung des ersten Leitungselements (2) und von der Aufweitung des zweiten Leitungselements (3) zumindest abschnittweise übergriffen wird; welches erste Leitungselement (2) mit seiner Aufweitung das zweite Leitungselement (3) im Bereich von dessen Aufweitung in einem Überlappungsbereich (UB) zumindest abschnittweise übergreift; bei dem in dem Überlappungsbereich (UB) ein Gleitelement (6) zwischen dem ersten Leitungselement (2) und dem zweiten Leitungselement (3) angeordnet ist; welches sich dadurch auszeichnet, dass a) eine Kontaktfläche zwischen dem ersten Leitungselement (2) und dem Gleitelement (6) oder b) eine Kontaktfläche zwischen dem zweiten Leitungselement (3) und dem Gleitelement (6) in einem Längsschnitt eben ausgebildet und parallel zu einer Längsachse (L) der Leitungsverbindungsanordnung (1) in einem unbelasteten Zustand derselben orientiert ist.A conduit connection arrangement (1) is proposed, comprising: a first conduit element (2) with a terminal widening; a second conduit member (3) with a terminal widening; a flexible conduit element (4), in particular bellows, which is arranged between the first conduit element (2) and the second conduit element (3) and which at least partially sections from the widening of the first conduit element (2) and from the widening of the second conduit element (3) is overruled; which first line element (2) with its widening overlaps the second line element (3) in the region of its widening in an overlapping region (UB) at least in sections; in which in the overlapping region (UB) a sliding element (6) is arranged between the first line element (2) and the second line element (3); which is characterized in that a) a contact surface between the first conduit element (2) and the sliding element (6) or b) a contact surface between the second conduit element (3) and the sliding element (6) formed flat in a longitudinal section and parallel to a Longitudinal axis (L) of the line connection assembly (1) is oriented in an unloaded state thereof.

Description

Die Anmeldung betrifft eine Leitungsverbindungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, umfassend ein erstes Leitungselement mit einer endständigen Aufweitung; ein zweites Leitungselement mit einer endständigen Aufweitung; ein flexibles Leitungselement, insbesondere Balg, welches zwischen dem ersten Leitungselement und dem zweiten Leitungselement angeordnet ist und welches von der Aufweitung des ersten Leitungselements und von der Aufweitung des zweiten Leitungselements zumindest abschnittweise übergriffen wird; welches erste Leitungselement mit seiner Aufweitung das zweite Leitungselement im Bereich von dessen Aufweitung in einem Überlappungsbereich zumindest abschnittweise übergreift; bei dem in dem Überlappungsbereich ein Gleitelement zwischen dem ersten Leitungselement und dem zweiten Leitungselement angeordnet ist.The application relates to a line connection arrangement according to the preamble of claim 1, comprising a first conduit element with a terminal widening; a second conduit member with a terminal expansion; a flexible conduit element, in particular bellows, which is arranged between the first conduit element and the second conduit element and which is at least partially overlapped by the widening of the first conduit element and by the widening of the second conduit element; which first conduit element, with its widening, at least partially overlaps the second conduit element in the region of its widening in an overlapping area; in which a sliding element is arranged between the first line element and the second line element in the overlapping area.

Derartige Leitungsverbindunganordnungen werden auch als Kompensatoren oder Kugelgelenke bzw. Ball Joints bezeichnet. Sie kommen bei Fluidleitungen zum Einsatz, die ein gewisses Maß an angularer Auslenkbarkeit erfordern und keine axialen Reaktionskräfte in die Leitungen einbringen. Eine bevorzugte Anwendung liegt auf dem Gebiet der Luft- und Raumfahrt bei der Leitung von Fluiden, die unter einem relativ hohen Druck stehen.Such line connection arrangements are also referred to as compensators or ball joints or ball joints. They are used in fluid lines that require a degree of angular deflectability and do not introduce any axial reaction forces into the lines. A preferred application in the field of aerospace is in the conduction of fluids that are under a relatively high pressure.

Nach dem Stand der Technik wird dabei in der Regel zwischen Hochdruckanwendungen und Niederdruckanwendungen unterschieden, wobei die vorstehend definierte Leitungsverbindungsanordnung nach dem Stand der Technik nur bei Niederdruckanwendungen (Drücke von deutlich unter 10 bar) zum Einsatz kommen.According to the state of the art, a distinction is generally made between high-pressure applications and low-pressure applications, with the prior art line connection arrangement defined above being used only in low-pressure applications (pressures well below 10 bar).

Für Hochdruckanwendungen werden bzw. wurden kardanisch verankerte Kompensatoren (sogenannte Gimbal Joints) verwendet, die einen relativ massiven, metallischen Verankerungsring aufweisen. Daraus resultiert ein relativ hohes Gewicht, verbunden mit relativ hohen Herstellungskosten, da die genannten Verankerungsringe in der Regel aus Titan oder anderen Sonderlegierungen hergestellt werden.For high-pressure applications gimbal joints are used or were gimbal anchors, which have a relatively massive, metallic anchoring ring. This results in a relatively high weight, combined with relatively high production costs, since the said anchoring rings are usually made of titanium or other special alloys.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die weiter oben definierte Leitungsverbindungsanordnung (Kugelgelenk mit Balgabdichtung) zur Verwendung auch bei höheren Drücken im Bereich von etwa 60 bar bis 70 bar zu ertüchtigen, um dabei gegenüber der Verwendung von kardanisch verankerten Kompensatoren Gewicht und Kosten einzusparen.The invention has for its object to the above-defined line connection arrangement (ball joint with bellows seal) for use even at higher pressures in the range of about 60 to 70 bar to gain tolerance to save on the use of gimbal anchored compensators weight and cost.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Leitungsverbindungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der erfinderischen Idee sind in den Unteransprüchen definiert.This object is achieved by a line connection arrangement with the features of claim 1. Advantageous developments of the inventive idea are defined in the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße Leitungsverbindungsanordnung, umfassend ein erstes Leitungselement mit einer endständigen Aufweitung; ein zweites Leitungselement mit einer endständigen Aufweitung; ein flexibles Leitungselement, insbesondere Balg, welches zwischen dem ersten Leitungselement und dem zweiten Leitungselement angeordnet ist und welches von der Aufweitung des ersten Leitungselements und von der Aufweitung des zweiten Leitungselements zumindest abschnittweise übergriffen wird; welches erste Leitungselement mit seiner Aufweitung das zweite Leitungselement im Bereich von dessen Aufweitung in einem Überlappungsbereich zumindest abschnittweise übergreift; bei dem in dem Überlappungsbereich ein Gleitelement zwischen dem ersten Leitungselement und dem zweiten Leitungselement angeordnet ist; zeichnet sich dadurch aus, dass a) eine Kontaktfläche zwischen dem ersten Leitungselement und dem Gleitelement oder b) eine Kontaktfläche zwischen dem zweiten Leitungselement und dem Gleitelement in einem Längsschnitt jeweils eben ausgebildet und parallel zu einer Längsachse der Leitungsverbindungsanordnung in einem unbelasteten Zustand derselben orientiert ist.A conduit connection assembly according to the invention comprising a first conduit member with a terminal expansion; a second conduit member with a terminal expansion; a flexible conduit element, in particular bellows, which is arranged between the first conduit element and the second conduit element and which is at least partially overlapped by the widening of the first conduit element and by the widening of the second conduit element; which first conduit element, with its widening, at least partially overlaps the second conduit element in the region of its widening in an overlapping area; wherein, in the overlapping region, a sliding member is disposed between the first conduit member and the second conduit member; is characterized in that a) a contact surface between the first conduit member and the sliding member or b) a contact surface between the second conduit member and the sliding member in a longitudinal section respectively formed flat and oriented parallel to a longitudinal axis of the line connection assembly in an unloaded state thereof.

Die Anmelderin hat durch ausgedehnte Studien und umfangreiche Simulationen bzw. Berechnungen erkannt, dass es für die Druckfestigkeit der vorstehend definierten Leitungsverbindungsanordnung entscheidend darauf ankommt, dass wenigstens eine der Kontaktflächen zwischen dem ersten Leitungselement und dem Gleitelement bzw. dem zweiten Leitungselement und dem Gleitelement im Längsschnitt eben ausgebildet ist und sich so in einem unbelasteten Zustand der Leitungsverbindungsanordnung parallel zu deren Längsachse erstreckt. Unter einem unbelasteten Zustand der Leitungsverbindungsanordnung ist hierbei insbesondere ein solcher Zustand zu verstehen, in dem die Leitungsverbindungsanordnung vollständig axial ausgerichtet, also nicht angular ausgelenkt ist. Insbesondere sind aus dem Stand der Technik Kugelgelenke bekannt, bei denen das Gleitelement innen und außen gekrümmte bzw. zur Längsachse geneigte Kontaktflächen mit dem ersten Leitungselement und dem zweiten Leitungselement aufweist. Hierbei kann es aufgrund von Fertigungstoleranzen bei einer angularen Auslenkung des Kugelgelenks zu einem Verkippen des Gleitelements kommen, sodass dessen effektive Berührfläche mit dem ersten Leitungselement und dem zweiten Leitungselement verringert wird. Dies hat eine verminderte Druckfestigkeit der gesamten Leitungsverbindungsanordnung zur Folge, die erfindungsgemäß durch die ebene Ausbildung der genannten Kontaktfläche gerade vermieden wird. Auf diese Weise ergibt sich eine erhöhte Druckfestigkeit der gesamten Leitungsverbindungsanordnung, ohne dass zu diesem Zweck auf eine Ausgestaltung als kardanisch verankerter Kompensator zurückgegriffen werden müsste. Dies vermeidet die weiter oben angesprochenen Nachteile hinsichtlich Fertigungskosten und Gewicht.The Applicant has recognized through extensive studies and extensive simulations or calculations that it depends crucially on the compressive strength of the line connection arrangement defined above that at least one of the contact surfaces between the first line element and the sliding element or the second line element and the sliding element in a longitudinal section is formed and thus extends in an unloaded state of the line connection assembly parallel to its longitudinal axis. Under an unloaded state of the line connection arrangement is in this case in particular to understand such a state in which the line connection arrangement is completely aligned axially, that is not angularly deflected. In particular, ball joints are known from the prior art, in which the sliding element has curved inside and outside or inclined to the longitudinal axis contact surfaces with the first conduit member and the second conduit member. In this case, due to manufacturing tolerances in the case of an angular deflection of the ball joint, tilting of the sliding element may occur so that its effective contact area with the first line element and the second line element is reduced. This results in a reduced compressive strength of the entire line connection arrangement, which according to the invention is precisely avoided by the planar design of said contact surface. In this way results in an increased pressure resistance of the entire line connection arrangement, without for this purpose would have to resort to a design as gimbal anchored compensator. This avoids the above-mentioned disadvantages in terms of manufacturing costs and weight.

Dabei ist zu berücksichtigen, dass eine Ausgestaltung der Leitungsverbindungsanordnung als Kugelgelenk bereits inhärent kostengünstiger ist als eine Ausgestaltung als kardanisch verankerter Kompensator, weil bei einem Kugelgelenk auf die Verwendung von in der Herstellung relativ teuren Drehteilen, Schmiedeteilen oder Gussteilen vollständig verzichtet werden kann, wohingegen bei kardanisch verankerten Kompensatoren zumindest der bereits angesprochene Verankerungsring in der Regel als ein solches Drehteil, Schmiedeteil oder Gussteil ausgestaltet ist.It should be noted that an embodiment of the line connection assembly as a ball joint already inherently cheaper than a design as a gimbal anchored compensator, because in a ball joint on the use of relatively expensive in the production of turned parts, forgings or castings can be completely dispensed with, whereas at gimbal anchored compensators at least the already mentioned anchoring ring is usually designed as such a rotary part, forged part or cast part.

Generell hat die Ausgestaltung der angesprochenen Kontaktfläche als im Längsschnitt ebene Kontaktfläche den entscheidenden Vorteil, dass an der ebenen Kontaktfläche im Wesentlichen keine Querkräfte auf das Gleitelement bzw. das hiermit in Kontakt stehende Leitungselement wirken. Dies trägt zu der angestrebten Erhöhung der Druckfestigkeit der Leitungsverbindungsanordnung insgesamt bei.In general, the configuration of the addressed contact surface as a contact surface which is planar in a longitudinal section has the decisive advantage that substantially no transverse forces act on the sliding contact element or the line element in contact therewith on the planar contact surface. This contributes to the desired increase in the compressive strength of the line connection assembly as a whole.

Eine erste Weiterbildung der erfindungsgemäßen Leitungsverbindungsanordnung sieht vor, dass die betreffende ebene Kontaktfläche gemäß Variante b) an einer dem ersten Leitungselement zugewandten Außenseite des zweiten Leitungselements angeordnet ist. Eine solche Variante ist besonders vorteilhaft, weil dann das Gleitelement in radialer Richtung relativ weit innen angeordnet werden kann, sodass sich bei einer Druckbelastung und/oder Auslenkung der Leitungsverbindungsanordnung keine großen Hebelkräfte ausbilden können, die eine Verformung der Leitungsverbindungsanordnung im Bereich des ersten Leitungselements und/oder des zweiten Leitungselements zur Folge haben könnten.A first development of the line connection arrangement according to the invention provides that the relevant planar contact surface according to variant b) is arranged on an outer side of the second line element facing the first line element. Such a variant is particularly advantageous, because then the sliding element can be arranged relatively far in the radial direction, so that no large lever forces can form during a pressure load and / or deflection of the line connection arrangement, which causes a deformation of the line connection arrangement in the region of the first line element and / or the second conduit element could result.

Im Zuge einer anderen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Leitungsverbindungsanordnung kann vorgesehen sein, dass im Rahmen der Variante a) die betreffende ebene Kontaktfläche an einer dem zweiten Leitungselement zugewandten Innenseite des ersten Leitungselements ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung bietet einen besonderen Vorteil dahingehend, dass regelmäßig in den Überlappungsbereich eine Trennstelle (Schweißnaht) des radial außenliegenden ersten Leitungselements angeordnet ist, um die erfindungsgemäße Leitungsverbindungsanordnung fertigen zu können. Weil – wie weiter oben ausgeführt – im Bereich der ebenen Kontaktfläche keine Querkräfte wirken, erfährt das erste Leitungselement im Bereich der genannten Trennstelle keine Belastung in Querrichtung, wodurch sich die Standfestigkeit und die Druckfestigkeit der Leitungsverbindungsanordnung weiter erhöhen können.In the course of another development of the line connection arrangement according to the invention, it can be provided that, in the context of variant a), the relevant planar contact surface is formed on an inner side of the first line element facing the second line element. This embodiment offers a particular advantage in that a separation point (weld seam) of the radially outer first line element is regularly arranged in the overlapping area in order to be able to manufacture the line connection arrangement according to the invention. Because, as stated above, no transverse forces act in the region of the planar contact surface, the first conduit element in the region of the said separation point experiences no stress in the transverse direction, which can further increase the stability and pressure resistance of the line connection arrangement.

Eine wieder andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Leitungsverbindungsanordnung sieht vor, dass innen an dem ersten Leitungselement und/oder innen an dem zweiten Leitungselement ein weiteres Leitungselement angeordnet ist, wie es sich nach Art eines Flammrohrs in das flexible Leitungselement hineinerstreckt. Hierdurch kann das flexible Leitungselement, welches vorzugsweise als Balg ausgebildet ist, vor schädlichen Medieneinwirkungen, insbesondere Temperatureinwirkungen, geschützt werden.Yet another development of the line connection arrangement according to the invention provides that a further line element is arranged on the inside of the first line element and / or on the inside of the second line element, as it extends into the flexible line element in the manner of a flame tube. As a result, the flexible conduit element, which is preferably designed as a bellows, be protected against harmful media effects, in particular temperature effects.

Die Ausgestaltung des weiteren Leitungselements als eine Art Flammrohr impliziert, dass es radial von dem flexiblen Leitungselement beabstandet ist, auch wenn die Leitungsverbindungsanordnung eine (maximale) angulare Auslenkung erfährt.The design of the further conduit element as a kind of flame tube implies that it is radially spaced from the flexible conduit member, even if the conduit connection arrangement undergoes a (maximum) angular deflection.

Bei einer anderen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Leitungsverbindungsanordnung kann vorgesehen sein, dass das Gleitelement in einem gewellten Abschnitt des flexiblen Leitungselements angeordnet ist, vorzugsweise etwa mittig. Wenn das flexible Leitungselement als Balg ausgebildet ist, weist es per se einen solchen gewellten Abschnitt auf. Hinsichtlich der erreichbaren Druckfestigkeit bzw. Kraftverteilung hat es sich nach Erkenntnissen der Anmelderin als günstig erwiesen, wenn das Gleitelement in der vorstehend genannten Weise angeordnet ist, wohingehend es nach dem Stand der Technik oftmals zumindest teilweise außerhalb eines gewählten Abstands des flexiblen Leitungselements angeordnet war, was mit relativ geringer Druckfestigkeit einherging.In another development of the line connection arrangement according to the invention can be provided that the sliding element is arranged in a corrugated portion of the flexible conduit member, preferably approximately centrally. When the flexible conduit member is formed as a bellows, it has such a corrugated portion per se. With regard to the achievable compressive strength or force distribution, it has been found to be favorable according to the Applicant, when the sliding member is arranged in the above manner, whereas it was often arranged according to the prior art, at least partially outside a selected distance of the flexible conduit member, which associated with relatively low compressive strength.

Weiterhin kann bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Leitungsverbindungsanordnung noch vorgesehen sein, dass das Gleitelement symmetrisch bezüglich einer quer zur Längsachse der Leitungsverbindungsanordnung orientierten Ebene, vorzugsweise Mittelebene, des flexiblen Leitungselements ausgebildet und angeordnet ist. Hierdurch lässt sich die Druckfestigkeit der Leitungsverbindungsanordnung besonders wirksam beeinflussen bzw. erhöhen. Die vorstehend genannte Ausgestaltung kann vorteilhafterweise bei der Variante a) der erfindungsgemäßen Leitungsanordnung zum Einsatz kommen.Furthermore, in a further development of the line connection arrangement according to the invention, provision can also be made for the sliding element to be designed and arranged symmetrically with respect to a plane oriented preferably transverse to the longitudinal axis of the line connection arrangement, preferably the center plane. As a result, the compressive strength of the line connection arrangement can be influenced or increased particularly effectively. The above-mentioned embodiment can advantageously be used in variant a) of the line arrangement according to the invention.

Um die Druckfestigkeit der erfindungsgemäßen Leitungsverbindungsanordnung weiterhin positiv zu beeinflussen, kann eine wieder andere Weiterbildung derselben vorsehen, dass das Gleitelement einen Großteil eines gewellten Abschnitts des flexiblen Leitungselements überspannt, vorzugsweise etwa wenigstens die Hälfte. Bei der vorstehend beschriebenen symmetrischen Ausgestaltung bzw. Anordnung des Gleitelements kann sogar im Wesentlichen der gesamte gewellte Bereich des flexiblen Leitungselements entsprechend von dem Gleitelement überspannt werden.In order to further positively influence the pressure resistance of the line connection arrangement according to the invention, another development of the same can provide that the sliding element spans a large part of a corrugated section of the flexible conduit element, preferably at least about half. In the case of the symmetrical configuration or arrangement of the sliding element described above, even substantially the entire corrugated region of the flexible element can be used Conduit element be spanned by the sliding element accordingly.

Um nachteilige Verformungen zumindest des ersten Leitungselements nach Möglichkeit zu vermeiden, sieht eine andere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Leitungsverbindungsanordnung vor, dass zumindest das erste Leitungselement zumindest in einem dem zweiten Leitungselement abgewandten Bereich einen schrägen, vorzugsweise (mehrfach) abgestuften Verlauf bezüglich der Längsachse der Leitungsverbindungsanordnung aufweist. Eine entsprechende Ausgestaltung kommt grundsätzlich zusätzlich oder alternativ für das zweite Leitungselement zumindest in einem dem ersten Leitungselement abgewandten Bereich in Betracht. Nach dem Stand der Technik wurde die endständige Aufweitung des ersten Leitungselements oftmals derart realisiert, dass dieses unter einem Winkel von etwa 90° direkt radial nach außen abgewinkelt und dadurch entsprechend aufgeweitet wurde. Die Anmelderin hat nun im Zuge der bereits angesprochenen Untersuchungen herausgefunden, dass der vorstehend beschriebene schräge Verlauf entscheidende Vorteile hinsichtlich der Krafteinleitung in das Bauteil erreichen kann. Insbesondere aus Stabilitätsgründen kann es hierbei vorteilhaft sein, wenn der angesprochene schräge Verlauf durch eine (mehrfache) Abstufung des ersten Leitungselements in dem genannten Bereich realisiert wird.In order to avoid disadvantageous deformations of at least the first line element as far as possible, another advantageous development of the line connection arrangement according to the invention provides that at least the first line element at least in an area facing away from the second line element has an oblique, preferably (multiple) stepped course with respect to the longitudinal axis of the line connection arrangement , A corresponding embodiment is in principle additionally or alternatively for the second conduit element at least in a region facing away from the first conduit element into consideration. According to the prior art, the terminal widening of the first line element has often been realized in such a way that it has been angled directly radially outwards at an angle of approximately 90 ° and thereby widened accordingly. The Applicant has now found in the course of the already mentioned investigations, that the above-described oblique course can achieve decisive advantages in terms of the introduction of force into the component. In particular, for stability reasons, it may be advantageous in this case if the mentioned oblique course is realized by a (multiple) gradation of the first line element in said area.

Um das Gleitelement sicher in einer gewünschten Position zu halten und so die Funktionsfähigkeit der erfindungsgemäßen Leitungsverbindungsanordnung dauerhaft zu gewährleisten, kann eine andere Weiterbildung derselben vorsehen, dass das Gleitelement seitlich durch Abwinklungen des ersten Leitungselements oder des zweiten Leitungselements, je nach gewählter Variante, eingefasst und gehalten ist. Vorzugsweise kommt bei der Variante a) eine seitliche Einfassung des Gleitelements durch Abwinklung des ersten Leitungselements in Betracht, wohingegen bei Variante b) das Gleitelement seitlich durch Abwinklung des zweiten Leitungselements gehalten sein kann.To keep the slider safely in a desired position and thus to ensure the functionality of the line connection arrangement according to the invention, another development may provide the same that the slider laterally edged and held by bends of the first conduit member or the second conduit member, depending on the selected variant is. Preferably, in variant a) a lateral enclosure of the sliding element by bending the first conduit element into consideration, whereas in variant b) the sliding element can be held laterally by bending the second conduit element.

Eine wieder andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Leitungsverbindungsanordnung sieht vor, dass das erste Leitungselement und/oder das zweite Leitungselement an einer jeweiligen endständigen Flanke des flexiblen Leitungselements an diesem anliegt. Hierdurch lässt sich insbesondere eine besonders kompakte Bauweise realisieren.Yet another development of the line connection arrangement according to the invention provides that the first line element and / or the second line element rests against a respective terminal flank of the flexible line element at this. This makes it possible in particular to realize a particularly compact design.

Schließlich kann bei einer anderen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Leitungsverbindungsanordnung noch vorgesehen sein, dass das Gleitelement in Graphit oder in einem gesinterten Metall ausgebildet ist, sodass sich eine ordnungsgemäße Funktionsweise der erfindungsgemäßen Leitungsverbindungsanordnung über weite Temperatur- und Druckbereiche sicherstellen lässt.Finally, in another development of the line connection arrangement according to the invention, it can still be provided that the sliding element is formed in graphite or in a sintered metal, so that a proper functioning of the line connection arrangement according to the invention can be ensured over wide temperature and pressure ranges.

Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawing.

1 zeigt eine erste Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Leitungsverbindungsanordnung, teilweise im Längsschnitt; und 1 shows a first embodiment of the line connection arrangement according to the invention, partially in longitudinal section; and

2 zeigt eine zweite Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Leitungsverbindungsanordnung, teilweise im Längsschnitt. 2 shows a second embodiment of the line connection arrangement according to the invention, partially in longitudinal section.

1 ist die Leitungsverbindungsanordnung insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Sie umfasst ein erstes Leitungselement 2, das eine endständige Aufweitung komplexer Geometrie aufweist, wie dargestellt. Die Leitungsverbindungsanordnung 1 umfasst weiterhin ein zweites Leitungselement 3, welches ebenfalls eine endständige Aufweitung komplexer Geometrie aufweist, wie dargestellt. Weiterhin umfasst die Leitungsverbindungsanordnung 1 ein flexibles Leitungselement in Form eines Balgs 4, welches zwischen dem ersten Leitungselement 2 und dem zweiten Leitungselement 3 angeordnet ist und diese fluiddicht, insbesondere gasdicht miteinander verbindet. Dabei wird der Balg 4 von der Aufweitung des ersten Leitungselements 2 und von der Aufweitung des zweiten Leitungselements 3 zumindest abschnittweise übergriffen. Der Balg 4 ist an seinen glattzylindrischen Anschlussenden 4a, 4b vorzugsweise stoffschlüssig innen an dem zweiten Leitungselement 3 bzw. dem ersten Leitungselement 2 festgelegt. Zwischen den genannten glattzylindrischen Anschlussenden 4a, 4b weist der Balg 4 einen gewellten Bereich oder Abschnitt 4c auf, in dem eine Reihe von Balgwellen (nicht bezeichnet) ausgebildet sind. An einem seiner Aufweitung abgewandten Ende ist das erste Leitungselement 2 mit einem weiteren Leitungselement nach Art eines Flammrohrs 5 (stoffschlüssig) verbunden, welches Flammrohr 5 sich in das flexible Leitungselement hineinerstreckt – etwa bis zur Hälfte von dessen axialer Ausdehnung. Insbesondere sei darauf hingewiesen, dass in 1 und 2 die Längsachse der Leitungsverbindungsanordnung 1 mit dem Bezugszeichen L bezeichnet ist. 1 is the line connection arrangement as a whole with the reference numeral 1 designated. It comprises a first conduit element 2 having a terminal expansion of complex geometry as shown. The line connection arrangement 1 further comprises a second conduit element 3 which also has a terminal expansion of complex geometry as shown. Furthermore, the line connection arrangement comprises 1 a flexible conduit element in the form of a bellows 4 which is between the first conduit element 2 and the second conduit element 3 is arranged and this fluid-tight, in particular gas-tight connects to each other. This is the bellows 4 from the expansion of the first conduit element 2 and of the expansion of the second conduit element 3 at least partially overlapped. The bellows 4 is at its smooth cylindrical terminal ends 4a . 4b preferably cohesively inside on the second conduit element 3 or the first line element 2 established. Between said smooth cylindrical connection ends 4a . 4b shows the bellows 4 a wavy area or section 4c in which a series of bellows shafts (not designated) are formed. At one end facing away from its expansion, the first conduit element 2 with a further conduit element in the manner of a flame tube 5 (cohesively) connected, which flame tube 5 extends into the flexible conduit element - about half of its axial extent. In particular, it should be noted that in 1 and 2 the longitudinal axis of the line connection arrangement 1 designated by the reference L.

Wie man der 1 weiterhin entnimmt, übergreift das erste Leitungselement 2 mit seiner Aufweitung das zweite Leitungselement 3 im Bereich von dessen Aufweitung in einem Überlappungsbereich, der in den Figuren mit dem Bezugszeichen UB bezeichnet ist, und sich dabei streng genommen sogar noch über den aufgeweiteten Abschnitt des zweiten Leitungselements 3 hinaus erstrecken kann. In dem genannten Überlappungsbereich UB ist ein Gleitelement 6 zwischen dem ersten Leitungselement 2 und dem zweiten Leitungselement 3 angeordnet. Dieses Gleitelement kann ringförmig ausgebildet sein und beispielsweise aus Graphit oder einem gesinterten Metall bestehen. Es ist gemäß 1 zwischen einer endständigen, radial nach außen gerichteten Abwinkelung 3a des zweiten Leitungselements 3 und einer hiervon axial beabstandeten radialen Aufwölbung 3b des zweiten Leitungselements 3 seitlich eingefasst und gehalten. Dabei ist das Gleitelement 6 an seiner Innenseite 6a und das zweite Leitungselement 3 in seinem Abschnitt 3c zwischen den Elementen 3a und 3b derart ausgebildet, dass sich eine im Längsschnitt ebene und parallel zur Längsachse L der Leitungsverbindungsanordnung 1 orientierte Kontaktfläche zwischen dem zweiten Leitungselement 3 und dem Gleitelement 6 ergibt, wie dargestellt. Dagegen ist die gegenüberliegende Kontaktfläche zwischen dem ersten Leitungselement 2 und dem Geitelement 3 gekrümmt ausgebildet, um die angestrebte angulare Beweglichkeit der Leitungsverbindungsanordnung 1 nach Art eines Kugelgelenks zu ermöglichen.How to get the 1 furthermore removes, overlaps the first conduit element 2 with its widening the second conduit element 3 in the region of its widening in an overlapping region, which is designated in the figures by the reference numeral UB, and, strictly speaking, even over the widened section of the second conduit element 3 can extend out. In said overlapping area UB is a sliding element 6 between the first conduit element 2 and the second conduit element 3 arranged. This sliding element may be annular and, for example, made of graphite or a sintered metal. It is according to 1 between a terminal, radially outwardly directed bend 3a of the second conduit element 3 and a radial bulge axially spaced therefrom 3b of the second conduit element 3 laterally edged and held. Here is the sliding element 6 on its inside 6a and the second conduit element 3 in his section 3c between the elements 3a and 3b formed such that a plane parallel in longitudinal section and parallel to the longitudinal axis L of the line connection arrangement 1 oriented contact surface between the second conduit element 3 and the slider 6 results as shown. In contrast, the opposite contact surface between the first conduit element 2 and the Geitelement 3 curved to the desired angular mobility of the line connection arrangement 1 To allow in the manner of a ball joint.

Wie sich der 1 noch entnehmen lässt, ist das Gleitelement 6 in etwa mittig bezüglich des gewellten Abschnitts 4c des Balgs 4 angeordnet. Es überspannt in diesem Zusammenhang einen Teil der Balgwellen des Balgs 4.How is the 1 can still be seen, is the sliding element 6 approximately in the middle with respect to the corrugated section 4c of the bellows 4 arranged. It spans in this context, a portion of the bellows of the bellows 4 ,

Wie man der 1 noch entnimmt, weist das erste Leitungselement 2 in einem Bereich 2a, in dem es eine Aufweitung ausgehend von seinem minimalen Durchmesser (links in 1) erfährt, einen abgestuften Verlauf auf, sodass die maximale (radiale) Aufweitung des ersten Leitungselements 2 nicht auf einmal, sondern in mehreren Schritten erreicht wird, wodurch sich für das erste Leitungselement 2 in dem genannten Bereich 2a ein insgesamt schräger Verlauf bezüglich der Längsachse L ergibt. Dies hat sich hinsichtlich einer Krafteinleitung in das Bauteil im Belastungsfall als günstig erwiesen. Im Anschluss an den genannten Bereich 2a weist das erste Leitungselement 2 den bereits angesprochenen gekrümmten Verlauf auf und ist dann endständig bis auf die Außenseite des zweiten Leitungselements 3 zurückgekrümmt, sodass sich eine kompakte, abgeschlossene Anordnung ergibt.How to get the 1 still takes, has the first conduit element 2 in one area 2a in which there is an expansion starting from its minimum diameter (left in 1 ) undergoes a stepped course, so that the maximum (radial) widening of the first line element 2 not at once, but achieved in several steps, which makes up for the first conduit element 2 in the said area 2a an overall oblique course with respect to the longitudinal axis L results. This has proven to be favorable in terms of a force introduction into the component in the load case. Following the mentioned area 2a has the first conduit element 2 the already mentioned curved course and is then terminal to the outside of the second conduit element 3 curved back so that results in a compact, closed arrangement.

Auch das zweite Leitungselement 3 weist in einem Bereich 3d, in dem es seine radiale Aufweitung bis hin zur radialen Auswölbung 3b erfährt, einen insgesamt bezüglich der Längsachse L schrägen Verlauf auf, was wiederum aus Gründen der Krafteinleitung günstig ist. Weiterhin kann das zweite Leitungselement 3 im Bereich der angesprochenen radialen Auswölbung 3b innen an dem ersten Leitungselement 2 anliegen.Also the second conduit element 3 points in one area 3d in which there is its radial expansion up to the radial bulge 3b experiences, a total oblique with respect to the longitudinal axis L course, which in turn is favorable for reasons of force. Furthermore, the second conduit element 3 in the area of the mentioned radial bulge 3b inside of the first conduit element 2 issue.

In 2 ist eine alternative Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Leitungsanordnung 1 gezeigt, die sich im Wesentlichen hinsichtlich der Ausgestaltung und Anordnung des Gleitelements 6 von der Ausgestaltung gemäß 1 unterscheidet.In 2 is an alternative embodiment of the conduit arrangement according to the invention 1 shown substantially in terms of the design and arrangement of the sliding element 6 from the embodiment according to 1 different.

Wie man der 2 leicht entnimmt, ist das Gleitelement 6 derart ausgestaltet und angeordnet, dass sich die angesprochene ebene Kontaktfläche nunmehr zwischen dem ersten Leitungselement 2 und dem Gleitelement 6 befindet. Das erste Leitungselement 2 ist in einem Bereich 2b, der sich an den bereits erwähnten Bereich 2a anschließt und teilweise mit dem Überlappungsbereich UB zusammenfällt, im Längsschnitt eben ausgebildet und bildet somit eine entsprechende ebene Kontaktfläche mit dem Gleitelement 6 aus, welches in dem genannten Bereich entsprechend komplementär ausgebildet ist. An seiner Innenseite 6b weist das Gleitelement 6 eine im Längsschnitt gekrümmte Oberfläche auf, welche mit einer entsprechenden Krümmung des zweiten Leitungselements 3 in einem Bereich 3e zusammenwirkt, wie gezeigt. Das Gleitelement 6 ist nun zwischen zumindest teilweise radial verlaufenden Abschnitten des ersten Leitungselements 2 seitlich gehalten. Besonders vorteilhaft bei der Ausgestaltung gemäß 2 ist, dass eine regelmäßig bei Bezugszeichen TS vorhandene Trennstelle (Schweißnaht) des ersten Leitungselements 2 in einem Bereich angeordnet ist, in dem es zu keiner Querkraftbelastung des ersten Leitungselements 2 kommt.How to get the 2 easily removes, is the sliding element 6 configured and arranged such that the addressed flat contact surface now between the first conduit element 2 and the slider 6 located. The first line element 2 is in one area 2 B that is related to the area already mentioned 2a connects and partially coincides with the overlap region UB, flat in longitudinal section and thus forms a corresponding planar contact surface with the sliding element 6 which is designed to be correspondingly complementary in said area. On its inside 6b has the slider 6 a curved in longitudinal section surface, which with a corresponding curvature of the second conduit element 3 in one area 3e interacts as shown. The sliding element 6 is now between at least partially radially extending portions of the first conduit member 2 held laterally. Particularly advantageous in the embodiment according to 2 is that a regularly present at reference TS separation point (weld) of the first line element 2 is arranged in a region in which there is no transverse force load of the first line element 2 comes.

Beiden Ausgestaltungen gemäß 1 und 2 ist gemein, dass das erste Leitungselement 2 bzw. das zweite Leitungselement 3 seitlich im Bereich einer endständigen Wellenflanke an dem Balg 4 anliegt. Dies lässt sich aus den genannten Figuren entnehmen, ist dort jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht weiter bezeichnet.Both embodiments according to 1 and 2 is mean that the first conduit element 2 or the second conduit element 3 laterally in the region of a terminal wave flank on the bellows 4 is applied. This can be inferred from the cited figures, but is not further described there for reasons of clarity.

Bei der Ausgestaltung gemäß 2 ist das Gleitelement 6 zudem symmetrisch bezüglich einer quer zur Längsachse L der Leitungsverbindungsanordnung 1 orienten Mittelebene des flexiblen Leitungselements bzw. Balgs 4 ausgebildet und angeordnet. Die genannte Mittelebene ist in 2 mittels einer gestrichelten Linie M angedeutet.In the embodiment according to 2 is the sliding element 6 also symmetrical with respect to a transverse to the longitudinal axis L of the line connection arrangement 1 orients center plane of the flexible conduit element or bellows 4 trained and arranged. The said median plane is in 2 indicated by a dashed line M.

Claims (11)

Leitungsverbindungsanordnung (1), umfassend: ein erstes Leitungselement (2) mit einer endständigen Aufweitung; ein zweites Leitungselement (3) mit einer endständigen Aufweitung; ein flexibles Leitungselement (4), insbesondere Balg, welches zwischen dem ersten Leitungselement (2) und dem zweiten Leitungselement (3) angeordnet ist und welches von der Aufweitung des ersten Leitungselements (2) und von der Aufweitung des zweiten Leitungselements (3) zumindest abschnittweise übergriffen wird; welches erste Leitungselement (2) mit seiner Aufweitung das zweite Leitungselement (3) im Bereich von dessen Aufweitung in einem Überlappungsbereich (UB) zumindest abschnittweise übergreift; bei dem in dem Überlappungsbereich (UB) ein Gleitelement (6) zwischen dem ersten Leitungselement (2) und dem zweiten Leitungselement (3) angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass a) eine Kontaktfläche zwischen dem ersten Leitungselement (2) und dem Gleitelement (6) oder b) eine Kontaktfläche zwischen dem zweiten Leitungselement (3) und dem Gleitelement (6) in einem Längsschnitt eben ausgebildet und parallel zu einer Längsachse (L) der Leitungsverbindungsanordnung (1) in einem unbelasteten Zustand derselben orientiert ist.Line connection arrangement ( 1 ) comprising: a first conduit element ( 2 ) with a terminal widening; a second conduit element ( 3 ) with a terminal widening; a flexible conduit element ( 4 ), in particular bellows, which between the first line element ( 2 ) and the second conduit element ( 3 ) and which of the expansion of the first line element ( 2 ) and of the widening of the second conduit element ( 3 ) is at least partially overlapped; which first line element ( 2 ) with its widening the second conduit element ( 3 ) in the region of its widening in an overlap region (UB) overlaps at least in sections; in which in the overlap region (UB) a sliding element ( 6 ) between the first conduit element ( 2 ) and the second conduit element ( 3 ) is arranged; characterized in that a) a contact surface between the first conduit element ( 2 ) and the sliding element ( 6 ) or b) a contact surface between the second line element ( 3 ) and the sliding element ( 6 ) in a longitudinal section and parallel to a longitudinal axis (L) of the line connection arrangement ( 1 ) is oriented in an unloaded state thereof. Leitungsverbindungsanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die betreffende ebene Kontaktfläche an einer dem ersten Leitungselement (2) zugewandten Außenseite des zweiten Leitungselements (3) ausgebildet ist.Line connection arrangement ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the plane contact surface in question at a first line element ( 2 ) facing the outside of the second conduit element ( 3 ) is trained. Leitungsverbindungsanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die betreffende ebene Kontaktfläche an einer dem zweiten Leitungselement (3) zugewandten Innenseite des ersten Leitungselements (2) ausgebildet ist.Line connection arrangement ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the relevant planar contact surface on a the second conduit element ( 3 ) facing inside of the first conduit element ( 2 ) is trained. Leitungsverbindungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass innen an dem ersten Leitungselement (2) und/oder innen an dem zweiten Leitungselement (3) ein weiteres Leitungselement (5) angeordnet ist, welches sich nach Art eines Flammrohrs in das flexible Leitungselement (4) hinein erstreckt.Line connection arrangement ( 1 ) According to one of claims 1 to 3, characterized in that the inside (on the first line element 2 ) and / or on the inside of the second conduit element ( 3 ) another line element ( 5 ) is arranged, which in the manner of a flame tube in the flexible conduit element ( 4 ) extends into it. Leitungsverbindungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitelement (6) in einem gewellten Abschnitt (4c) des flexiblen Leitungselements (4) angeordnet ist, vorzugsweise etwa mittig.Line connection arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sliding element ( 6 ) in a corrugated section ( 4c ) of the flexible conduit element ( 4 ) is arranged, preferably approximately in the middle. Leitungsverbindungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitelement (6) symmetrisch bezüglich einer quer zur Längsachse (L) der Leitungsverbindungsanordnung (1) orientierten Ebene (M), vorzugsweise Mittelebene, des flexiblen Leitungselements (4) ausgebildet und angeordnet ist.Line connection arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sliding element ( 6 ) symmetrical with respect to a transverse to the longitudinal axis (L) of the line connection arrangement ( 1 ) oriented plane (M), preferably center plane, of the flexible conduit element ( 4 ) is formed and arranged. Leitungsverbindungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitelement (6) einen Großteil eines gewellten Abschnitts (4c) des flexiblen Leitungselements (4) überspannt, vorzugsweise etwa wenigstens die Hälfte.Line connection arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the sliding element ( 6 ) a large part of a corrugated section ( 4c ) of the flexible conduit element ( 4 ) spans, preferably at least about half. Leitungsverbindungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest des erste Leitungselement (2) zumindest in einem dem zweiten Leitungselement (3) abgewandten Bereich (2a) einen schrägen, vorzugsweise abgestuften Verlauf bezüglich der Längsachse (L) der Leitungsverbindungsanordnung (1) aufweist.Line connection arrangement ( 1 ) According to one of claims 1 to 7, characterized in that at least the first conduit member ( 2 ) at least in a second conduit element ( 3 ) remote area ( 2a ) an oblique, preferably stepped course with respect to the longitudinal axis (L) of the line connection arrangement ( 1 ) having. Leitungsverbindungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitelement (6) seitlich durch Abwinkelungen des ersten Leitungselements (2) oder des zweiten Leitungselements (3) eingefasst und gehalten ist.Line connection arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the sliding element ( 6 ) laterally by bends of the first conduit member ( 2 ) or the second conduit element ( 3 ) is enclosed and held. Leitungsverbindungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Leitungselement (2) und/oder das zweite Leitungselement (3) an einer jeweiligen endständigen Flanke des flexiblen Leitungselements (4) anliegt.Line connection arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the first conduit element ( 2 ) and / or the second line element ( 3 ) at a respective terminal edge of the flexible conduit element ( 4 ) is present. Leitungsverbindungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitelement (6) in Graphit oder in einem gesinterten Metall ausgebildet ist.Line connection arrangement ( 1 ) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the sliding element ( 6 ) is formed in graphite or in a sintered metal.
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