DE2426151B2 - Gelenkrohrverbindung für hohe Beanspruchung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gelenkrohrverbindung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bekannte Kugelrohrgelenke bestehen aus einem Gehäuse, dessen Innenraum eine Einlauföffnung aufweist, die mit einem Rohranschluß verbindbar ist, und der eine Auslauföffnung aufweist, auf deren Innenseite ein Kugeldichtring fest in das Gehäuse eingepaßt ist, wobei die Dichtfläche des Kugeldichtrings in Form einer Hohlkugel-Kalotte ausgeführt ist. In die Auslauföffnung des Gehäuses ragt ein mit dem anderen Rohranschluß starr verbindbar^ Rohrstutzen hinein, der eine Kugelkalotte trägt, die mit der Dichtfläche des Kugeldichtrings zusammenwirkt. Die kugelige Ausbildung der zusammenwirkenden Dichtflächen des Kohlerings und der Kugelkalotte erlaubt nicht nur Drehbeweglichkeit des mit dem einen Rohranschluß verbundenen Gehäuses und des mit dem anderen Rohranschluß verbundenen Rohrstutzens sondern auch eine gewisse Winkelbeweglichkeit. Diese Winkelbeweglichkeit macht es unnötig, die Gelenkteile innerhalb enger Grenzen koaxial zu führen.

Die Erfindung ist vorzugsweise für die Zuführung von unter Druck stehendem Kühlmedium zu den Hubbalken eines Hubbalkenofens gedacht. Unter einem Hubbalkenofen versteht man einen Schrittmacherofen zum Erhitzen von Stahlbrammen, in welchem die Brammen mittels der Hubbalken bewegt werden. Diese Hubbaiken beschreiben eine überlagerte Hin- und Herbewegung in Vertikalrichtung und in Ofenlängsrichtung. Zur Kühlung werden diese Balken von einem Kühlmedium durchflossen, das von Wasser unter hohem Druck, beispielsweise 36 Atmosphären bei einer Temperatur von etwa 240⁰C gebildet ist. Diese hohen Drücke und Temperaturen bringen eine entsprechend hohe Belastung der Gelenkrohrverbindung mit sich und verursachen verhältnismäßig hohen Verschleiß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Verschleiß einer solchen Gelenkrohrverbindung zu vermindern.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht in den

^b(l kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs, deren Grundgedanke darin liegt, daß die Kugelrohrgelenke nicht in einer Winkelbewegung, sondern ausschließlich einer Rotationsbewegung unterworfen werden. Dies ist insofern überraschend, als die kugeligen Dichtflächen an sich ohne weiteres eine Winkelbeweglichkeit zulassen.

Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel veranschaulicht Darin zeigt

F i g. 1 eine schematische Gesamtansicht der Anlage und

Fig.2 eine Ansicht der Gelenkrohrverbindung im gestreckten Zustand.

In F i g. 1 symbolisiert der Quader 1 ein feststehendes Maschinengestell mit einem gleichfalls feststehenden Rohranschluß 2. Demgegenüber symbolisiert der Quader 3 einen beweglichen Maschinenteil mit einem mit diesem Maschinenteil beweglichen Rohranschluß 4. Die Bewegung des Maschinenteils 3 ist dadurch veranschaulicht, daß er außer der in durchgezogenen Linien gezeigten Stellung auch noch strichpunktiert in drei anderen Stellungen dargestellt ist Bei Hubbalkenöfen voüführt der Hubbalken schrittweise nacheinander eine senkrecht nach oben gerichtete Bewegung, eine Vertikalbewegung, eine senkrecht nach unten gerichtete Bewegung und eine Vertikalbewegung im Gegensinn zur Ausgangsstellung zurück. Dieser Bewegungablauf ist mit den verschiedenen Stellungsandeutungen des Maschinenteils 3 und den zugehörigen Pfeilen in F i g. 1 angedeutet Dabei sei vorausgesetzt, daß die Bewegung des Maschinenteils 3 und des zugehörigen Rohranschlusses 4 sich ausschließlich in einer Bewegungsebene abspielt die zur Achse des Rohranschlusses 4 senkrecht steht Der Rohranschluß 4 ist parallel zum Rohranschluß 2.

Die Rohranschlüsse 2 und 4 sind durch eine Gelenkrohrverbindung verbunden, die aus zwei Gelenkrohren 5 und 6 besteht die untereinander durch ein Rohrgelenk 7 sowie mit dem Rohranschluß 2 durch ein Rohrgelenk 8 und mit dem Rohranschluß 4 durch ein Rohrgelenk 9 verbunden sind. Diese Rohrgelenke sind als Kugälrohrgelenke ausgebildet

Kugelrohrgelenke haben eine gewisse Winkelbeweglichkeit. Um Winkelbewegungen erfindungsgemäß auszuschließen, ist im Bereich des Rohrgelenks 7 eine Führungsanordnung vorgesehen. Diese besteht erstens aus einer Axialführung für das Gelenk 7, die allgemein mit 10 bezeichnet ist und zweitens aus einer allgemein mit 21 bezeichneten Führung, die die Bewegung des Gelenks 7 auf eine senkrecht zur Gelenkachse stehende Ebene beschränkt

Zweckmäßigerweise ist die Axialführung in möglichst großem Abstand von den Kugeldichtringen abgeordnet, damit an diesen keine erheblichen Führungskräfte quer zu ihrer Längsachse angreifen. Zu diesem Zweck kann an einem Gelenkarm eine Lagerstütze vorgesehen sein, die an ihrem Ende ein koaxial zu dem Kugelrohrgelenk angeordnetes Führungslager trägt das mit einem an dem anderen Gelenkarm vorgesehenen Lagerteil zusammenwirkt

F i g. 1 veranschaulicht daß die Gelenke sämtlich eine hin- und hergehende Rotationsbewegung beschreiben, die wegen des ständigen Wechsels von Haft- und Gleitreibung die Rohrgelenke stark beansprucht. Außerdem können, wie die Erfindung voraussetzt, hohe Beanspruchungen hinsichtlich Temperatur und Druck herrschen. Die Führungen 10 und 21 begrenzen die

Bewegung sämtlicher Gelenke auf eine rein koaxiale Rotationsbewegung ohne Winkelbewegungskomponente. Dadurch wird die Lebensdauer der Gelenke erheblich erhöht

Der Aufbau eines Rohrgelenks und der Aufbau der Führungseinrichtungen ergibt sich aus F i g. 2.

Darin ist das Rohrgelenk 8 im Schnitt dargestellt der seinen Aufbau erkennen läßt Der Rohranschluß 2 ist mit einem gehäuseartigen Gelenkteil 12 starr verbunden. Dieser Gehäuseteil weist einen Gehäuseinnenraum 13 auf, der auf der Innenseite des Randes einer Auslaßöffnung 14 einen als Hohlkugel-Kalotte ausgeführten Kugeldichtring 15 enthält Dieser wirkt mit einem als Kugelkalotte ausgebildeten Gegendichtring 16 zusammen, der durch eine Feder 17 gegen den Kugeldichtring 15 gepreßt wird und außerdem starr über eine Kupplung 18 mit dem Gelenkarm 5 verbunden ist Man hat sich vorzustellen, daß die Rohrgelenke 7 und 9 in gleicher Weise aufgebaut sind. Solche Kugelrohrgelenke sind an sich bekannt An ihrer Stelle können auch andere, gleichartige Kugelrohrgelenke im Rahmen der Erfindung verwendet werden.

Die Koaxialführung 10 wird von einem starr mit dem Gelenkarm 5 verbundenen, zu dem Kugelrohrgelenk 7 koaxialen Lagerzapfen 22 und einem diesen Lagerzapfen umfassenden Drehlager 23 gebildet, das über Arme 24,25 starr mit dem Gelenkarm 6 so verbunden ist, daß es gleichfalls koaxial zum Kugelrohrgelenk 7 steht In F i g. 2 ist der Arm 25 gebrochen dargestellt, damit auch die Führungseinrichtung 21 klar dargestellt werden kann. Es versteht sich jedoch, daß dieser Arm 25 eine starre Verbindung zwischen dem Lager 23 und dem Gelenkarm 6 darstellt

Die Führung 21 besteht aus einem starr mit dem Gelenkarm 5 verbundenen Zapfen 26, der an seinem Ende eine Rolle 27 trägt, deren Drehachse die Drehachse des Rohrgelenks 8 schneidet und senkrecht zu dieser steht Die Führungseinrichtung 21 besteht ferner aus einem ortsfest angeordneten U-Profil 28, dessen Schenkel parallel zur Schwenkachse des Gelenkarms 5 stehen und die Rolle 7 beiderseits umfassen. Außerdem ist das U-Profil 28 so angeordnet, daß die Rolle 27 sich während des gesamten Schwenkwegs des Gelenkanns 5 innerhalb dieses Profils befindet, wobei die Lage des Profils so gewählt ist, daß koaxiale Stellung der Gelenkteile des Kugelrohrgelenks 8 gesichert wird.

Nur der Einfachheit halber sind in Fig.2 die Führungseinrichtungen 10 und 21 innerhalb einer Ebene, nämlich der Zeichenebene, dargestellt Da in Wirklichkeit auch die Gelenkrohre 5 und 6 nicht in einer Ebene liegen, sind auch die beiden Führungseinrichtungen im Winkel gegeneinander versetzt so daß sie während der Bewegung der Gelenke nicht miteinander interferieren.

Zweckmäßigerweise werden die Gelenkarme abweichend von dem dargestellten Beispiel so angeordnet, daß alle Gelenke in einer gemeinsamen Ebene liegen, die senkrecht zu den Drehachsen der Gelenke steht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Gelenkrohrverbindung für hohe Beanspruchung zur Verbindung eines feststehenden Rohranschlus- ■ ses mit einem dazu parallel angeordneten quer zu seiner Längsachse beweglichen Rohranschluß mittels zweier Gelenkrohrstücke die untereinander und mit den Rohranschlüssen über Kugelrohrgelenke verbunden sind, die je aus zwei zueinander drehbeweglichen Gelenkteilen bestehen, die gegeneinander mittels eines Kugeldichtrings aus keramischem Werkstoff oder einem ähnlichen harten Werkstoff abgedichtet sind, insbesondere für die Zuführung von unter Druck stehendem Kühlmedium ^{! s} zu den Hubbalken eines Hubbalkenofens, dadurch gekennzeichnet, daß das die beiden Gelenkrohre (5, 6) miteinander verbindende Kugelröhrgelenk (7) mit einer die beiden Gelenkteile (12, 16) koaxial haltenden ersten Führung (10) und einer ²" die Bewegung des Kugelrohrgelenks (7) auf eine senkrecht zu seiner Achse stehende Ebene beschränkenden zweiten Führung (21) versehen ist