DE102008055548B4

DE102008055548B4 - Rollbalg-Kompensator

Info

Publication number: DE102008055548B4
Application number: DE102008055548.7A
Authority: DE
Inventors: Bernd Stöter
Original assignee: ContiTech Luftfedersysteme GmbH
Current assignee: ContiTech Luftfedersysteme GmbH
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2024-08-22
Anticipated expiration: 2028-12-19
Also published as: DE102008055548A1

Abstract

Rollbalg-Kompensator (1, 1') zur Herstellung einer flexiblen Verbindung zwischen zwei Leitungen (2, 3), dessen Rollbalg (18) mit seinen beiden axialen Enden mit den aufeinander weisenden Enden der Leitungen (2, 3) fest verbindbar ist, wobei der Rollbalg (18) an zumindest einem seiner beiden Enden einen Klemm- und Dichtwulst (15) aufweist, welcher eine plane Stirnseite (16) und axial gegenüberliegend eine Ringstegkontur (19) aufweist, dass die Ringstegkontur (19) in eine Ringnut (20) eines Flanschringes (6, 6') einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemm- und Dichtwulst (15) zusammen mit dem Flanschring (6, 6') an eine plane Stirnseite (17) eines Ringflansches (8) einer der beiden Leitungen (2, 3) axial anlegbar sowie mittels Befestigungsmittel (10) an diesem befestigbar ist, wobei der Flanschring (6') ein sich axial erstreckendes Stützrohr (7) aufweist, welches den Rollbalg (18) radial außen überdeckt, und wobei der Innendurchmesser (D2) des Rollbalgs (18) im Bereich des Klemm- und Dichtwulstes (15) größer oder gleich groß ist wie der Innendurchmesser des Rohrabschnittes (4), an welchem das andere Ende (13) des Rollbalges (18) festgelegt ist und auch größer oder gleich groß ist wie der Innendurchmesser der dazu unmittelbar benachbarten Leitung (3).

Description

Die Erfindung betrifft einen Rollbalg-Kompensator zur Herstellung einer flexiblen Verbindung zwischen zwei Leitungen, dessen Rollbalg mit seinen beiden axialen Enden mit den aufeinander weisenden Enden der Leitungen fest verbindbar ist.
Derartige Rollbalg-Kompensatoren sind beispielsweise aus der DE 22 10 644 A1 , DE 24 56 399 A1 und US 3 416 819 A bekannt. Sie dienen üblicherweise dazu, zwei Rohrleitungen derart flexibel und druckdicht miteinander zu verbinden, dass das in den Leitungen zu transportierende Fluid nicht entweichen kann, aber dennoch ein Axialversatz der Leitungen ausgeglichen werden kann. Zudem ermöglichen solche Rollbalg-Kompensatoren aufgrund ihrer elastischen Eigenschaften die Unterbrechung oder zumindest Dämpfung von Leitungsschwingungen. Der Rollbalg derartiger Rollbalg-Kompensatoren besteht in der Regel aus einem Elastomermaterial mit Fasereinlagen.
Die DE 12 53 532 B zeigt einen Rohrverbinder, der mithilfe von Ringflanschen auf beiden Seiten an den zur verbindenden Rohrenden befestigt wird und sich zwischen diesem Befestigungspunkten durch den Innendruck in der Rohrleitung mehr oder weniger aufbeulen kann. Um dieses zu verhindern, ist der Balgkörper mehrlagig und relativ dick ausgebildet.
Die DE 102 48 086 A1 offenbart einen zwischen zwei Rohrenden unterschiedlichen Durchmessers angeordneten Rollbalg. Die Rohrenden sind einander überlappend angeordnet, wobei der Rollbalg in dem Zwischenraum der beiden Rohrenden angeordnet ist.
Außerdem ist aus der DE 12 53 532 B ein elastischer Rohrverbinder aus einem faserverstärktem Elastomermaterial bekannt, der nicht als Rollbalg sondern als bauchig gewölbter Schlauch ausgebildet ist. An seinen axialen Enden weist dieser Rohrverbinder angeformte Dichtbunde oder Wülste auf, die in dazu geometrisch korrespondierende Ringnuten von Flanschringen aufgenommen werden. Die Flanschringe ermöglichen das Befestigen derselben zusammen mit dem elastischer Rohrverbinder an den zueinander weisenden Leitungsenden. Die Dichtbunde oder Wülste erstrecken sich in Richtung zu den Leitungen axial weiter als die Flanschringe, so dass die Dichtbunde oder Wülste nach ihrer Montage an den axialen Enden der Leitungen dort als Dichtmittel wirken. Nachteilig bei solchen elastischen Rohrverbindern ist, dass bei diesen ein vergleichsweise starker bewegungsbedingter Verschleiß des Elastomermaterials an axial innen an den Flanschringen angeordneten Stabilisierungskragen auftritt.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Rollbalg-Kompensator vorzustellen, der einen geringen betriebsbedingten Verschleiß aufweist sowie eine optimale Abdichtung der zu verbindenden Leitungen ermöglicht.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 1, während vorteilhafte Weiterbildungen den Unteransprüchen entnehmbar sind.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass ein Rollbalg-Kompensator einen konstruktionsbedingt geringeren Verschleiß als ein elastischer Rohrverbinder, beispielsweise gemäß der DE 12 53 532 B , aufweist, und dass sich bei einem Rollbalg-Kompensator die axialen Enden desselben so ausbilden lassen, dass diese als Dichtmittel zur angrenzenden Leitung wirken können.
Demnach geht die Erfindung aus von einem Rollbalg-Kompensator zur Herstellung einer flexiblen Verbindung zwischen zwei Leitungen, dessen Rollbalg mit seinen beiden axialen Enden mit den aufeinander weisenden Enden der Leitungen fest verbindbar ist. Bei diesem Rollbalg-Kompensator ist zudem vorgesehen, dass der Rollbalg an zumindest einem seiner beiden Enden einen Klemm- und Dichtwulst aufweist, welcher eine plane Stirnseite und axial gegenüberliegend eine Ringstegkontur aufweist, dass die Ringstegkontur in eine Ringnut eines Flanschringes einsetzbar ist, und dass der Klemm- und Dichtwulst zusammen mit dem Flanschring an eine plane Stirnseite eines Ringflansches einer der beiden Leitungen axial anlegbar sowie mittels Befestigungsmittel an diesem befestigbar ist.
Weiter kann vorgesehen sein, dass der Rollbalg an seinem anderen, klemm- und dichtwulstfernen Ende derart ausgebildet ist, dass dieses Ende unmittelbar an dem freien Ende der dazu benachbarten Leitung befestigbar ist. Eine solche Befestigung kann beispielsweise an einer zylindrischen Außenfläche der Leitung durch Überstülpen des Rollbalgs und anschließendem Fixieren mittels eines Spannbandes erfolgen.
Gemäß einer anderen Variante ist vorgesehen, dass der Rollbalg an seinem anderen, klemm- und dichtwulstfernen Ende verdickungsfrei ausgebildet und auf einem radialen Absatz eines Rohrabschnittes mittels eines Spannringes befestigbar ist. Der Rohrabschnitt dient dabei als Anschlussstück zur benachbarten Leitung sowie zum Abrollen der Balgfalte.
In Weiterbildung dieser zuletzt genannten Konstruktion kann vorgesehen sein, dass der Rohrabschnitt einen Ringflansch aufweist, welcher mit einem Ringflansch an der anderen Leitung mittels Befestigungsmittel befestigbar ist.
Um den Rollbalg vor von radial außen wirkenden Einflüssen zu schützen kann außerdem vorgesehen sein, dass der Flanschring, an dem der Klemm- und Dichtwulst des Rollbalgs befestigt wird, ein sich axial erstreckendes Stützrohr aufweist, welches den Rollbalg radial außen überdeckt. Im Betrieb des Rollbalg-Kompensators kann sich der unter dem Druck des in den Leitungen transportierten Mediums befindliche Rollbalg radial an dem Stützrohr abstützen.
Zur Vereinfachung der Montage des erfindungsgemäßen Rollbalg-Kompensators an einer Leitung kann weiter vorgesehen sein, dass der Flanschring und der Klemm- und Dichtwulst des Rollbalgs durch einen Vulkanisationsprozess fest miteinander verbunden sind. Flanschring und Rollbalg sind daher zu einer Baueinheit miteinander verbunden.
In Weiterbildung dieses Gedankens kann vorgesehen sein, dass der Rollbalg an seinem anderen Ende mit demjenigen Rohrabschnitt durch einen Vulkanisationsprozess fest verbunden ist, der zur Befestigung des Rollbalg-Kompensators an der anderen Leitung dient.
Um die Durchströmbarkeit der beiden zu verbindenden Leitungen nicht zu beeinträchtigen ist bevorzugt vorgesehen, dass der Innendurchmesser des Rollbalgs im Bereich des Klemm- und Dichtwulstes größer oder gleich groß ist wie der Innendurchmesser des Rohrabschnittes ist, an welchem das andere Ende des Rollbalges festgelegt ist.
In Weiterentwicklung dieser Konstruktion ist außerdem bevorzugt vorgesehen, dass der Innendurchmesser des Rollbalgs im Bereich des Klemm- und Dichtwulstes größer oder gleich groß ist wie der Innendurchmesser der dazu unmittelbar benachbarten Leitung.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Dazu zeigt die beigefügte Zeichnung in deren einzigen Figur einen schematischen Längsschnitt durch einen Rollbalg-Kompensator in zwei gering voneinander abweichenden Varianten. So weist der oberhalb der Symmetrielinie dargestellte Rollbalg-Kompensator 1 kein Stützrohr für den Rollbalg 18 auf, während der unterhalb der Symmetrielinie dargestellte Rollbalg-Kompensator 1' über ein Stützrohr 7 verfügt. Darauf wird weiter unten noch im Detail eingegangen. Nachfolgend wird zunächst der beiden Rollbalg-Kompensatoren 1 und 1' identische Aufbau beschrieben.
Die Rollbalg-Kompensatoren 1 und 1' verfügen über einen faserverstärkten, elastomeren Rollbalg 18, der mit einem axialen Ende mit einer ersten Leitung 3 und mit seinem anderen axialen Ende mit einer Leitung 2 verbindbar ist. Die beiden Leitungen 2, 3 sind als hohlzylindrische Rohrleitungen ausgebildet. Das der Leitung 2 zugewandete Ende 13 des Rollbalgs 18 ist auf einem radialen Absatz 14 eines Rohrabschnitts 4 angeordnet und dort mittels eines Spannringes 12 befestigt. Der Rollbalg 18 liegt im dargestellten Betriebszustand im Bereich einer Rollbalg-Falte 11 auf der Außenmantelfläche des Rohrabschnitts 4 und kann dort bei betriebsbedingten axialen Bewegungen abrollen.
An seinem der Leitung 3 zugewandten Ende weist der Rollbalg 18 einen Klemm- und Dichtwulst 15 auf, der im montierten Zustand eine zu der Leitung 3 weisende plane Stirnfläche 16 und eine in Richtung zur Leitung 2 zeigende Ringstegkontur 19 aufweist. Im Bereich des Klemm- und Dichtwulstes 15 weist der Rollbalg 18 einen Durchmesser D2 auf, der größer oder gleich groß ist wie der Innendurchmesser der Leitung 3 und der Innendurchmesser D1 des Rohrabschnittes 4, wodurch der Durchströmquerschnitt der Leitung 3 bzw. des Rohrabschnittes 4 jedenfalls im Bereich des Rollbalgs 18 nicht eingeengt wird.
Der Klemm- und Dichtwulst 15 greift mit seiner Ringstegkontur 19 in eine Ringnut 20 eines metallischen Flanschringes 6, 6' ein, während die plane Stirnfläche 16 des Klemm- und Dichtwulstes 15 an einer planen Stirnfläche 17 eines Ringflansches 8 der Leitung 3 dichtend anliegt. Dazu ist der Flanschring 6, 6' durch hier als Schrauben ausgebildete Befestigungsmittel mit dem Ringflansch 8 fest verbunden.
Bei dem unterhalb der Symmetrielinie der Zeichnungsfigur dargestellten Rollbalg-Kompensator 1' ist an dem Flanschring 6' ein Stützrohr 7 einstückig angeformt, an dem sich der Rollbalg 18 im Bereich seiner Falte 11 radial abstützen kann. Selbstverständlich ist es auch möglich, den Flanschring 6' und das Stützrohr 7 gesondert herzustellen und anschließend fest miteinander zu verbinden. Gleiches gilt übrigens auch für den Rohrabschnitt 4 und den Ringflansch 5 am Rohrabschnitt 4.
Bei den beiden in der Zeichnungsfigur gezeigten Ausführungsbeispielen ist jeweils nur an dem zur Leitung 3 weisenden Ende des Rollbalgs 18 ein Klemm- und Dichtwulst 15 ausgebildet. Um die beiden Leitungen 2 und 3 gas- und/oder flüssigkeitsdicht miteinander zu verbinden, ist daher zwischen dem Ringflansch 5 des Rohrabschnitts 4 und dem Ringflansch 9 der Leitung 2 ein Dichtring 21 angeordnet, der ein Austreten eines Gases oder einer Flüssigkeit sicher verhindert. Abweichend davon ist es auch möglich, dass der Rollbalg an seinen beiden axialen Enden einen Klemm- und Dichtwulst 15 aufweist. Bei dieser Konstruktion hat dann allerdings der Rohrabschnitt 4 an seinem zur Leitung 3 weisenden Ende einen Ringflansch, der ähnlich wie der an der Leitung 3 ausgebildet sein kann.
Bezugszeichenliste

1: Rollbalg-Kompensator
1': Rollbalg-Kompensator
2: Leitung
3: Leitung
4: Rohrabschnitt
5: Ringflansch am Rohrabschnitt
6: Flanschring
6': Flanschring
7: Stützrohr am Flanschring 6'
8: Ringflansch an der Leitung 3
9: Ringflansch an der Leitung 2
10: Befestigungsmittel, Schraube
11: Rollfalte des Rollbalgs 1
12: Spannring
13: Spannende des Rollbalgs 1
14: Absatz am Rohrabschnitt 4
15: Klemm- und Dichtwulst des Rollbalgs
16: Stirnseite des Klemm- und Dichtwulstes
17: Stirnseite des Ringflansches 8
18: Rollbalg
19: Ringstegkontur des Klemm- und Dichtwulstes 15
20: Ringnut im Flanschring 6, 6'
21: Dichtring zwischen Ringflansch 5 und 9
D1: Innendurchmesser des Rohrabschnitts 4
D2: Innendurchmesser der Leitung 3 und des Rollbalgs 18

Claims

Rollbalg-Kompensator (1, 1') zur Herstellung einer flexiblen Verbindung zwischen zwei Leitungen (2, 3), dessen Rollbalg (18) mit seinen beiden axialen Enden mit den aufeinander weisenden Enden der Leitungen (2, 3) fest verbindbar ist, wobei der Rollbalg (18) an zumindest einem seiner beiden Enden einen Klemm- und Dichtwulst (15) aufweist, welcher eine plane Stirnseite (16) und axial gegenüberliegend eine Ringstegkontur (19) aufweist, dass die Ringstegkontur (19) in eine Ringnut (20) eines Flanschringes (6, 6') einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemm- und Dichtwulst (15) zusammen mit dem Flanschring (6, 6') an eine plane Stirnseite (17) eines Ringflansches (8) einer der beiden Leitungen (2, 3) axial anlegbar sowie mittels Befestigungsmittel (10) an diesem befestigbar ist, wobei der Flanschring (6') ein sich axial erstreckendes Stützrohr (7) aufweist, welches den Rollbalg (18) radial außen überdeckt, und wobei der Innendurchmesser (D2) des Rollbalgs (18) im Bereich des Klemm- und Dichtwulstes (15) größer oder gleich groß ist wie der Innendurchmesser des Rohrabschnittes (4), an welchem das andere Ende (13) des Rollbalges (18) festgelegt ist und auch größer oder gleich groß ist wie der Innendurchmesser der dazu unmittelbar benachbarten Leitung (3).
Rollbalg-Kompensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollbalg (18) an seinem klemm- und dichtwulstfernen anderen Ende (13) unmittelbar an dem freien Ende der dazu benachbarten Leitung (2) befestigbar ausgebildet ist.
Rollbalg-Kompensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollbalg (18) an seinem anderen Ende (13) verdickungsfrei ausgebildet und auf einem radialen Absatz (14) eines Rohrabschnittes (4) mittels eines Spannringes (12) befestigbar ist.
Rollbalg-Kompensator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrabschnitt (4) einen Ringflansch (5) aufweist, welcher mit einem Ringflansch (9) an der anderen Leitung (2) mittels Befestigungsmittel (10) befestigbar ist.
Rollbalg-Kompensator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Flanschring (6, 6') und der Klemm- und Dichtwulst (15) des Rollbalgs (18) durch einen Vulkanisationsprozess fest miteinander verbunden sind.
Rollbalg-Kompensator nach einem der Ansprüche 1 sowie 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollbalg (18) an seinem klemm- und dichtwulstfernen Ende (13) mit dem Rohrabschnitt (4) durch einen Vulkanisationsprozess fest verbunden ist.