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Rohrgelenkstück mit Wellrohrdichtung und gabelförmigen Außengelenken
zwischen zwei Anschlußstutzen Es ist bereits ein Rohrgelenkstück für Winkelbewegungen
bekanntgeworden, bei dem ein flexibles Element eine flüssigkeitsdichte Verbindung
zwischen zwei Teilen der Leitung bildet und an dem Gelenke vorgesehen sind, die
mit den beiden Teilen der Leitung verbunden sind und die genannten Teile zwangläufig
gegen Relativbewegung in einer Richtung quer zur Leitungsachse halten.
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Die Erfindung betrifft eine neuartige Ausbildung eines solchen Rohrgelenkstückes
für Winkelbewegungen in einer Ebene. Insbesondere betrifft sie ein Rohrgelenkstück
mit Wellrohrdichtung und gabelförmigen Außengelenken zwischen zwei Anschlußstutzen.
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Ein solches Rohrgelenkstück wird erfindungsgemäß derart ausgebildet,
daß die Gelenke axiales Spiel haben und daß ihnen zwei an sich bekannte, einander
diametral gegenüberliegende, an ihren Enden mit den Anschlußstutzen starr verbundene
biegsame Zugstege parallel geschaltet sind.
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Die gleichzeitige Verwendung von Gelenken mit axialem Spiel und von
biegsamen Zugstegen gemäß dem Erfindungsvorschlag bringt den Vorteil, daß die Gelenkbolzen
von Axialkräften entlastet sind. Eine solche gemeinsame Anwendung dieser für sich
bekannten Maßnahmen ist durch den Stand der Technik nicht nahegelegt. Wenn die Gelenke
kein axiales Spiel hätten, so daß sie mit den mit ihnen parallel geschalteten biegsamenZugstegen
der erwähntenAnordnung zusammenwirken können, müßten sich die Gelenke in die Aufnahme
der großen Axialkräfte teilen. Die Folge wäre, daß die Gelenke an ihren Drehpunkten
schneller abgenutzt würden, so daß ihre Schwenkwirkung wesentlich beeinträchtigt
und eventuell ein Festsetzen der Gelenke erfolgen würde. Durch die erfindungsgemäße
Anordnung werden die Gelenkbolzen, wie erwähnt, von Axialkräften wesentlich entlastet,
so daß sich ein sehr viel geringerer Verschleiß und eine daraus folgende längere
Lebensdauer ergibt.
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Die Erfindung läßt sich mit Vorteil z. B. bei Flüssigkeitsleitungen
in Verbindung mit Kernreaktoren anwenden, z. B. zwischen einem den Reaktorkern umgebenden
Gehäuse und einem Wärmeaustauscher. Zweckmäßig sitzt auf dem Gelenkbolzen in der
Gelenkgabel drehbar ein Anschlagblock, wobei die Öffnung in der Gelenklasche in
axialer Richtung größer ist als die Länge des Anschlagblocks.
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Zweckmäßig können gemäß einer anderen Ausbildungsforin der Erfindung
mit den Anschlußstutzen um 90' zu den Gelenken und den Zugstegen versetzt
Führungsplatten verbunden sein, die mit einer Verzahnung derart ineinandergreifen,
daß sie eine Bewegung der Anschlußstutzen gegeneinander in Richtung der Gelenkachse
verhindern.
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Für den Gegenstand der Ansprüche 2 und 3 wird nur in Verbindung
mit dem Gegenstand des Hauptanspruchs Schutz begehrt.
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In den Zeichnungen ist die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise
und schematisch dargestellt. F i g. 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform des
Erfindungsgegenstandes in Seitenansicht sowie in Draufsicht; F i g. 3 ist
ein Teilschnitt nach Linie III-III in F i g. 2, der eine Einzelheit der Ausbildung
der Gelenkverbind,ung zeigt; F i g. 4 ist ein Teilschnitt nach Linie IV-IV
in F i g. 3;
F i g. 5 veranschaulicht eine Anwendung der erfindungsgemäßen
Rohrgelenkstücke für Winkelbewegungen in einer Ebene.
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Nach F i g. 1 und 2 besteht das dargestellte Rohrgelenkstück
aus einem etwa zylindrisch gestalteten Wellrohrbalg 1, welcher an seinen
Enden, z. B. durch Schweißen, mit den gegenüberliegenden Enden von zwei kreisförmigen
Anschlußstutzen 2 und 3 verbunden ist, die in axialer Richtung miteinander
und mit dem Balg ausgerichtet sind.
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Ein Paar horizontal verlaufender biegsamer Zugstege 4 und
5 ist derart angeordnet, daß sich ein Zugsteg
auf jeder
Seite der Leitung befindet. Jeder dieser Zugstege erstreckt sich mit seinen Enden
7 zwischen Laschen 6, die z. B. durch Schweißen mit den beiden Anschlußstutzen
2 und 3 fest verbunden sind. Die beiden dem Balg benachbarten Stutzenenden
sind von ringförmigen Platten 8 und 9 umgeben, welche Innenkanten
aufweisen, die dem Querschnitt der Leitungsachse entsprechen, an welchen die genannten
Platten mit der Außenfläche der Stutzen 2 und 3 verschweißt oder in anderer
Weise verbunden sind. Die äußeren Umfangskanten der Platte 8 und
9 haben achteckige Form, wodurch eine Vielzahl von geraden Kanten gebildet
wird, deren Anordnung nachfolgend beschrieben werden soll. Die Platten erstrecken
sich nach auswärts über die Zugstege 4 und 5 hinaus und sind mit passenden
Öffnungen versehen, durch welche die Zugstege mit beträchtlichem Spielraum hindurchgeführt
sind. Auf den beiden Seiten der Leitung sind Gelenke angeordnet, welche einerseits
die Gabeln 10 und 11 umfassen, die mit der ringförmigen Platte
8 verschweißt oder auf andere Weise an derselben befestigt sind, sowie andererseits
die Laschen 12 und 13, die mit der ringförmigen Platte 9
verschweißt
oder in anderer Weise fest verbunden sind. Die verschiedenen Gelenkteile haben dreieckige
oder Trapezform, und ihre Hauptflächen liegen in Ebenen, die zu der gewünschten
Gelenkachse des Rohrgelenkstücks senkrecht stehen. Die Gelenkgabeln 10 und
11 nehmen, wie aus F i g. 4 am deutlichsten ersichtlich ist, die benachbarten
Enden der Gelenklaschen 12 bzw. 13 auf. Die Gelenkgabeln 10 und
11
sind mit kreisförmigen Öffnungen versehen, welche mit der gewünschten Gelenkachse
des Rohrgelenkstücks koaxial verlaufen und Gelenkbolzen 14 aufnehmen, welche in
den genannten Öffnungen befestigt sind. Jede der Gelenklaschen 12 und
13 ist mit einer rechteckigen Öffnung 15 (F i g. 3) versehen,
in welche ein Anschlagblock 16 eingepaßt ist, der eine kreisförmige Öffnung
hat, welche einen Sitz für den zugeordneten Gelenkbolzen 14 bildet. Die Öffnung
15
hat eine größere Länge als der Block 16; jedoch sind die oberen
und unteren linearen Oberflächen des Blocks der oberen und unteren linearen Oberfläche
17
und 18 der Öffnung mit engem Gleitsitz angepaßt.
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Bei der oben beschriebenen Konstruktion leisten die biegsamen Zugstege
4 und 5 den Trennkräften zwischen den Anschlußstutzen 2 und 3 Widerstand.
Die Zugstege gestatten jedoch durch ihre Biegung eine Winkelbewegung der beiden
Anschlußstutzen um diejenige Querachse des Balgs 1, welche die Zugstege 4
und 5 schneidet, d. h. um die gewünschte Gelenkachse.
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Wie ersichtlich, bietet die Gelenkkonstruktion keinen Widerstand gegen
die genannten Trennkräfte, da ein Leergang in axialer Richtung zum Rohrgelenkstück
zwischen jedem Anschlagblock 16 und den zugeordneten Laschen 12 oder
13 vorhanden ist. Jeder der genannten Blöcke verhindert jedoch infolge seines
engen Kontakts mit den Oberflächen 17 und 18
(F i g. 3) eine
Relativbewegung jedes Paares in der Vertikalrichtung der Gelenkteile 10 und
12 oder 11
und 13, so daß die Gelenke zwangläufig für Relativbewegung
um die Achse der Gelenkbolzen 14 gehalten werden, welche die Ouerachse des Balges
ist, um die die Gelenkbewegung des Rohrgelenkstücks gewünscht wird.
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Um die Gelenkbolzen von Kräften zu entlasten, die sich aus einem etwaigen
Bestreben zur relativen Winkelbewegung der Leitungsteile um die Längsachse der Leitung
ergeben, und um jeder seitlichen Bewegung der beiden Anschlußstutzen in Bezug aufeinander
längs der Gelenkachse Widerstand leisten zu können, sind weitere Anschlagvorrichtungen
vorgesehen. Diese Anschlagvorrichtungen umfassen die Platten 19 und 20, welche,
z. B. durch Schweißen, mit geraden Kanten der ringförmigen Platte 8 verbunden
sind, und die Platten 21 und 22, welche auf ähnliche Weise mit geraden Kanten der
ringförmigen Platte 9 verbunden sind. Wie ersichtlich ist, erstreckt sich
jedes Plattenpaar 19, 21 und 20, 22 über den Balg, wobei die beiden Platten
jedes Paars sich in derselben Ebene befinden. Die Platten 19 und 20 sind
jeweils mit einem parallelwandigen Zahn 23 (F i g. 2# versehen, welcher
von einer entsprechenden Vertiefung 24 in den Platten 21 oder 22 aufgenommen wird.
Die Vertiefungen und Zähne stehen in Gleitberührung miteinander, jedoch ist zwischen
den Platten in der Axialrichtung der Leitung, wie aus F i g. 2 hervorgeht,
ein Spielraum vorgesehen. Auf diese Weise ist eine freie Winkelbewegung der beiden
Anschlußstutzen 2 und 3 um die Gelenkachse möglich, während die Platten
19 bis 22 jede relative Drehbewegung der beiden Anschlußstutzen um die Längsachse
der Leitung verhindern und weiterhin für eine zwangläufige Haltung gegen Querbewegungen
der beiden Anschlußstutzen in Bezug aufeinander längs der Gelenkachse sorgen.
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Die biegsamen Zugstege 4 und 5 können mit einem Querschnitt
ausgestattet sein, der von den Laschen 6
bis zur Mitte der Zugstege abnimmt,
wie aus F i g. 1
hervorgeht. Verstärkungsreifen 25 und Eckplatten
26,
27 und 28 können vorgesehen sein, welche mit den Anschlußstutzen
2 und 3, den Laschen 6, den ringförinigen Platten 8 und
9 und den Führungsplatten 19
bis 22 sowie ebenfalls mit den Verbindungsflanschen
29 an den Enden der Anschlußstutzen 2 und 3 verschweißt sind.
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Rohrgelenkstücke gemäß der Erfindung können an jeder geeigneten Stelle
einer Leitung angeordnet werden. F i g. 5 stellt die Anwendung von Rohrgelenkstücken
der mit Bezug auf F i g. 1 bis 4 beschriebenen Ausführungsform in einer gewöhnlichen
Leitungsanordnung dar, wobei die genannte Anordnung zwei lineare Teile
30 und 31 umfaßt, welche etwa senkrecht zueinander angeordnet sind,
wobei ihre benachbarten Enden durch ein starres Bogenrohr 32 miteinander
verbunden sind, und wobei zwischen dem letzteren und den genannten Teilen
30 und 31 Rohrgelenkstücke 33 und 34 vorgesehen sind. Die anderen
Enden der Teile 30 und 31 sind mit festen Teilen 35
und
36 des Flüssigkeitskreislaufs durch weitere Rohrgelenkstücke 37 und
38 verbunden. Bei Ausdehnung oder Zusammenziehung der Teile 30 und
31, z. B. durch Temperaturänderungen, ermöglichen die Rohrgelenkstücke eine
Winkelbewegung der beiden Leitungsteile um die Achse der Leitungen 37 und
38 bei entsprechender Bewegung des starren Bogenrohrs 32,
wobei das
letztere eine Winkelverschiebung bezüglich der Teile 30 und 31 um
die Gelenkachsen der Rohrgelenkstücke 33 und 34 erfährt.
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Die biegsamen Zugstege 4 und 5 erhalten einen Querschnitt,
welcher den Trennkräften zwischen den beiden Anschlußstutzen 2 und 3 entspricht.
Da es wünschenswert ist, die Stärke dieser Zugstege im Interesse ihrer Biegsamkeit
möglichst gering zu halten, kann die Breite der Zugstege in manchen Fällen
relativ
groß sein, d. h., die Zugstege können Plattenform annehmen.
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Die biegsamen Zugstege, die z. B. auch Plattenform haben, können innerhalb
des Balgs 1 und der Anschlußstutzen 2 und 3 angeordnet sein, anstatt
außerhalb derselben, wie in F i g. 1 und 2 dargestellt. Zum Beispiel kann
eine einzige Platte in einer Querebene der Leitung angeordnet sein und sich längs
der letzteren erstrecken, wobei die ParaHelkanten der genannten Platte an den Enden
derselben mit der Innenfläche der Stutzen 2 und 3 verschweißt sind. Bei einer
anderen Anordnung ist ein einziger Zugsteg, welcher in der Längsachse der Leitung
angeordnet ist, an seinen Enden mit Tragkreuzen verbunden, welche letztere, z. B.
durch Schweißen, an den beiden Stutzen 2 bzw. 3 befestigt sind.