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Biegsame Rohrkupplung
Die Erfindung betrifft eine biegsame Kupplung
für Rohre, die unter dem Innendruck einer Flüssigkeit stehen, welcher das Bestreben
hat, die miteinander gekuppelten Rohrenden zu trennen; es müssen aus diesem Grund
Mittel vorgesehen sein, mit deren Hilfe die Beanspruchungen an den gekuppelten Rohrenden
übertragen werden können. In manchen Fällen müssen auch Scherkräfte übertragen werden.
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Es ist üblich, eine solche Kupplung mittels eines biegsamen Balgs
herzustellen, der innen die Flüssigkeit aufnimmt und deren nach außen gerichteten
Druck aufnimmt; ein solcher Balg kann jedoch keine axial gerichteten Kräfte oder
quer gerichteten Scherkräfte aufnehmen. Zugkräfte werden häufig mittels eines Paares
außen angeordneter Zugstangen aufgenommen, die an einander gegenüberliegenden Enden
eines Durchmessers der Kupplung angeordnet sind. Diese Anordnung vermag jedoch auftretenden
Scherkräften nicht zu widerstehen; außerdem ist die Kupplung nur in einer die Achse
der Kupplung enthaltenden Ebene biegsam, und zwar wegen der durch die Zugstangen
bedingten Einschränkung. Wird eine universelle Biegsamkeit gefordert, so müssen
zwei solcher Kupplungen zur Anwendung kommen, deren Zugstangen in zueinander senkrechten
Axialebenen liegen.
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Die gemäß der Erfindung ausgebildete biegsame Kupplung zwischen den
einander zugewandten Enden zweier starrer Rohre weist eine äußere Cjelenkanordnung
auf, die starr an den Rohrenden hefestigt ist und aus starren Teilen und Dichtungs-
mitteln
besteht, die eine flüssigkeitsdichte, biegsame Kupplung zwischen den Rohrenden herstellen.
Die Dichtungsmittel bestehen zweckmäßig aus einem biegsamen Balg. Soll die Kupplung
allseitig biegbar sein, so besteht die Gelenkeinrichtung aus einer Kardananordnung.
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Die die Rohrenden miteinander verbindende Gelenkanordnung überträgt
nicht nur Zugspannungen sondern auch Scherbeanspruchungen; auf diese Weise wird
der Balg von jeder Scherbeanspruchung entlastet.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist in der Anordnung federbelasteter
Dämpfungskolben innerhalb der Schwenkzapfen zu sehen; diese Dämpfungskolben liegen
mit verbreiterten Kopfenden gegen die äußeren Enden der Rippen des biegsamen Balgs
od. dgl. an. Auf diese Weise wird erreicht, daß Schwingungen des Balgs, die zu Ermüdungsbeanspruchungen
führen könnten, daran gehindert werden, größere Amplituden anzunehmen; dies wird
durch Reibungsdämpfung bzw. dadurch erreicht, daß das aus Balg und federbelastetem
Kolben l)estehende System außer Resonanz gebracht wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Fig. I zeigt in Ansicht und teilweise im Längsschnitt ein Knierohr
mit zwei biegsamen Kupplungen; Fig. 2 zeigt die gleiche Anordnung in Stirnansicht
und teilweise im axialen Schnitt; Fig. 3 zeigt im Längsschnitt und im größeren Maßstab
eine Einzelheit einer Abänderungsform.
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Das in der Zeichnung dargestellte Knierohr 10 ist doppelwandig ausgebildet,
wobei zwischen diesen Doppelwänden ein Futter angeordnet ist; das Rohr ist mit einer
Leitung 1 1 über eine allseitig biegsame Kupplung verbunden, die innerhalb gewisser
Grenzen eine Winkelverstellung der Teile 10 und II zueinander zuläßt, und zwar in
zwei um go0 zueinander versetzten Ebenen. Das Rohr 10 weist einen Flansch I2 und
die Rohrleitung ii einen ähnlichen Flansch I3 auf. Än diesen Flanschen 12 und 13
ist je ein Ring 14 bzw. 15 befestigt, die beide in axialer Richtung sich erstreckende
Ansätze I6, I7 aufweisen. Die Ansätze I6 erstrecken sich vom Ring 14 aus in Richtung
auf das Rohr ii und die Ansätze I7 vom Ring 15 aus in Richtung auf das Rohr 10.
Mit den Ansätzen I6 ist durch ein Paar koaxialer Lagerzapfen 19 ein Kardanring I8
verbunden. Durch ein ähnliches Paar koaxialer Lagerzapfen 20 ist d:r Kardanring
I8 überdies mit den Ansätzen I7 verbunden; die Achse der Zapfen 19 schneidet die
Achse der Zapfen 20 im rechten Winkel zur Achse des Rohrs 10. Ein innerhalb des
Kardanrings I8 angeordneter biegsamer Balg 21 ist mit dem Ring 14 und 15 verbunden
und bewirkt, daß die Kupplung fliissigkeitsdicht ist. Die Kardanringanordnung I4
bis 20 überträgt alle auftretenden Kräfte, d. h. sowohl die Zug- als auch die Scherkräfte
vom Rohr IO auf die Rohrleitung II und umgekehrt; sie entlastet den Balg 21 von
allen derartigen Kräften.
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Das andere Ende des Rohrs lo ist mittels einer biegsamen Kupplung,
die jedoch nur in einer Richtung eine winklige Verstellung zuläßt, mit einer Rohrleitung
22 verbunden. Das Rohr 10 weist einen Flansch 23 und die kohrleitung 22 einen Flansch
24 auf. An dem Flansch 23 sind zwei Bügelansätze 25, 26 befestigt, von denen jeder
aus einem Ringsegment 25 und einem Ansatz 26 besteht, die sich in axialer Richtung
in Richtung auf das Rohr 22 zu erstrecken. Zwischen den Segmenten 25 und dem Flansch
23 ist ein Abstandring 27 angeordnet.
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An dem Flansch 24 ist ein Ring 28 befestigt, der zwei sich in Richtung
auf das Rohr IO und die einander überlappenden Ansätze 28 zu erstreckende Ansätze
29 aufweist. Jeder Ansatz 26 ist mit dem entsprechenden Ansatz 29 durch einen Schwenkzapfen
30 verbunden; die beiden Zapfen 30 haben eine gemeinsame Achse, die die Achse des
Rohrs IO schneidet. Wie bei der Kupplung zwischen Rohr IO und Rohrleitung II, so
überträgt auch das Gelenksystem 25 bis 30 Zug- und Scherbeanspruchungen vom Rohr
IO auf die Rohrleitung 242 und umgekehrt.
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Die Kupplung wird mittels eines Balgs 3z flüssigkeitsdicht abgeschlossen,
der Flansch 23 mit Flansch 24 verbindet.
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Bei der Abänderungsform nach Fig. 3 ist der Schwenkzapfen 19 hohl
ausgebildet und enthält einen verschiebbaren Kolben 32 mit verbreitertem Kopfstück
33, das sich gegen die äußeren Ränder der Balgrippen 21 legt. Die federbelasteten
Kolbe 32 bewirken durch ihre Reibungsdämpfung bzw. dadurch, daß sie die natürlichen
Schwingungen des Balgs außer Resonanz bringen daß die Resonanzschwingungen unterdrückt
werden.