DE2803329C2 - Druckdichte Stoßverbindung zwischen einem ringgewellten Wellrohr-Balg und einem Rohrflansch o.dgl. - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine druckdichte Stoßverbindung zwischen einem ringgewellten Wellrohr-Balg und einem Rohrflansch o. dgl, mit einer eine axiale Vorspannkraft aufbringenden Verbindungseinrichtung, "welche mit einer radial außen nach radial innen zurückspringenden Schrägfläche eine Welle des Balges hintergreift und diese sowie mindestens eine weitere Welle bis zur gegenseitigen Berührung der radial außen liegenden Wellenkuppen taucht und dabei eine Wellenflanke in Anlage an eine Gegenfläche am Flansch preßt

Diese aus der CH-PS 4 76 944 bekannte Anordnung vermeidet das problematische Verschweißen eines verhältnismäßig dünnwandigen Metallschlauches mit einem dickwandigen Flansch. Bei dieser bekannten Anordnung ist die Gegenfläche eine ebene Kreisringfläche, gegen die mindestens eine vollständige Welle des Balges von der Verbindungseinrichtung derart gestaucht wird, daß benachbarte Wellenflanken mehr oder weniger vollflächig aneinandergepreßt werden. Die Folge ist nicht nur eine außerordentlich hohe Materialbeanspruchung, sondern auch ein Nachlassen der eigenelastischen Anpressung des Balgendes an die Gegenfläche, so daß die Abdichtung gefährdet ist. Außerdem bedarf es zu dieser Verformung einer holrn axialen Vorspannkraft.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine druckdichte Stoßverbindung der eingangs geschilderten Art so auszubilden, daß mit geringer axialer Vorspannkraft eine sichere Abdichtung erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gegenfläche ebenfalls eine von radial außen nach radial innen zuückspringende Schrägfläche ist und die Ringwellungen im Fußbereich zwar aneinanderliegen, aber allenfalls unwesentlich verformt sind. Auf diese Weise werden die von der Verbindungseinrichtung erfaßten Ringwellungen zu einem Keilring geformt, der sich in die ebenfalls kegelförmige Gegenfläche einpaßt. Hierdurch wird eine gleichmäßige Spannungsverteilung im gestauchten Abschnitt des Ringwellenbalges erzielt, so daß dieser seine Elastizität behält und sich außerdem wie ein homogenes Drehteil verhält Femer bietet diese Ausbildung nicht nut' den Vorteil der Selbstzentrierung, sondern hat weiter zur Folge, daß die zur Druckdichtigkeit geringe erforderliche Vorspannung beispielsweise mittels einer einfachen V-Bandschelle aufgebracht werden kann.

Die vorteilhafte Wirkung der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung der Stoßverbindung kann dadurch weiter erhöht werden, daß die Ringwellungen im Fußbereich mit einer inkompressiblen, dauerplastischen Füllmasse ausgefüllt werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Kompensator einer Abgasleitung, dessen oberer Teil ein Ausführungsbeispiel einer Stoßverbindung nach der Erfindung und dessen unterer Teil eine mögliche Verbindungsart nach dem Stand der Technik darstellt;

F i g. 2 eine Seitenansicht des Kompensators gemäß

Fig.3 einen Hslbschnit» entsprechend der Linie IH-IH in Fig. 2;

F i g. 4 ein teilgeschnittenes weiteres Ausführungsbeispiel in Form einer Kollektorverbindung;

Fig.5 einen Teilschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform; und

F i g. 6 einen Teiächnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Stoßverbinders.

Kondensatoren in Abgasleitungen gemäß F i g. 1 dienen der Entkopplung von zwei Schwingungssystemen und insbesondere dem Ausgleich von Wärmedehnungen im Leitungssystem. Der Kompensator 1 ist zwischen einen Stutzen 2 bzw. eine Rohrleitung 3 auf der einen Seite und ein Maschinenteil 4 auf der anderen Seite geschaltet wobei zwischen das Maschinenteil 4 und den Kompensator ein weiterer Stutzen 14 vorgesehen ist

In der unteren Hälfte von F i g. 1 ist eine gebräuchliche Anschlußart dargestellt, bei de.' Flanschelemente S, 6 an einen ringgewellten Wellrohr-Balg 7 angelötet oder -geschweißt und entsprechend angepaßte Gegenflansche 8, 9 an den Stutzen 2, 14 befestigt sind. Die Flanschelemente 5, 6 und die Gegenflansche 8, 9 berühren sich auf Kegelflächen 15, deren Mittelpunkte 16,16' axial außerhalb des Kompensators 1 liegen.

Wenn die Gegenflansche 8, 9 unter bestimmten Einbau- und Betriebsverhältnissen keine besonders großen Relativbewegungen zueinander ausführen und/ oder keine größeren impulsartigen Kräfte auf den Kompensator ausüben, kann es genügen, den Kompensator 1 unter Vorspannung in die beiden Gegenflansche pinzusetzen, wo er dann aufgrund der ihm eigenen Elastizität und aufgrund der Führung durch die Kegelflächen sicher und abgedichtet verbleiben würde, wobei ein Teil der Dichtwirkung von Dichtringen 10,10' übernommen wird.

Die Flanschelemente 5,6 und die Gegenflansche 8,9 können auf ihren Außenseiten gegenläufig geneigte Schrägflächen 11, 12 besitzen, über die eine V-Bandschelle 13 gelegt ist Diese übt unter der Wirkung einer Spannschraube 19 eine zunächst radiale Kraft aus, die jedoch wegen der Konfiguration der Flanschelemente und Gegenflansche eine axiale Anpreßkraft bewirkt.

Der neuartige Stoßverbinder kommt im Falle des Kompensators 1 ohne die Flanschelemente 5, 6 sowie normalerweise sogar ohne die Dichtringe 10 aus, so daß es auch keiner störanfälligen Schweiß- oder Lötverbin-

j dung zwischen den Flanscheiementen und dem WeII-

■% rohr-Balg bedarf. Zu diesem Zweck erhalten die letzten — im Ausführungsbeispiel drei — Ringwellungen des

ΐ Balges, die in F i g. 1 oben gezeigte umlaufende Keilform mit mindestens einer außenliegenden Kegelfläche 15. Wie der Zeichnung entnommen werden kann, sind hierbei die in Axialrichtung letzten Köpfe 17 der Ringwellungen zusammengepreßt, während die Ringwellungen im FüGbereich 18 dort zwar aneinanderliegen, aber nicht oder nur unwesentlich verformt sind. Die auf diese Weise erzeugten umlaufenden Keilringe bilden

■ also die Flanschelemente 5', 6' und können in der bisherigen Weise mittels einer V-Bandschelle gegen die zugehörigen Gegenflansche abdichtend gedrückt werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 oben befinden sich die stirnseitigen Enden des Wellrohr-Balges etwa im Bereich des Innendurchmessers di Diese Lage wird dann bevorzugt, wenn die Drücke innerhalb

;■ des Balges wesentlich größer als die Außendrücke sind. in diesen Fällen steht der Innendruck auch im Inneren der letzten Wellung und preßt den letzten Abschnitt der Wellung — zusätzlich zur äußeren Spannkraft — von innen her gegen die Kegelfläche 15 der Gegenflansche 8, 9, so daß die Dichtwirkung noch ei höht wird. In extremen Fällen können die sich berührenden Kegelflächen auch im Fall des dargestellten Ausführungsbeispiels geschliffen werden, um eine weitere Steigerung der Dichtwirkung zu erzielen. Schließlich ist es — wie beim Stand der Technik — möglich, zwischen die aneinanderstoßenden Kegelflächen des Stoßverbinders einen Dichtring in einer umlaufenden Nut des Gegenflansches oder aber eine Flachdichtung 25 gemäß F i g. 4 vorzusehen.

In anderen Fällen, in denen der Außendruck den Innendruck übersteigt, endet die Ringwellung in der in F i g. 6 gezeigten Weise. Dort befindet sich das stirnseitige Ende 20' der Wellung im Bereich dec Außendurchmessers Da der Ringwellung. Die Druckdifferenz wirkt auch hier zusätzlich abdichtend in umgekehrter Weise wie im Zusammenhang mit F i g. 1 beschrieben.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig.4 stellt eine Kollektorverbindung Γ dar, die sich vom Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 prinzipiell nur durch die zusätzlich vorgesehene Flachdichtung 25 unterscheidet.

Das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 5 ist wiederum für den Fall vorgesehen, daß der Innendruck den Außendruck übersteigt Darüber hinaus ist dieser Stoßverbinder zur Verbindung zweier Rohrleitungen 30,31 vorgesehen. Die im übrigen glatte Rohrleitung 30 besitzt an ihrem freien Ende einen kurzen ringgewellten Abschnitt, der die bereits geschilderte Keilform besitzt Die andere Rohrleitung 31 trägt keinen angeschweißten Gegenflansch, sondern ist trompetenförmig aufgeweitet wodurch hier ein Gegenflansch ??. mit einer von radial außen nach radial innen zurückspringenden Schrägfläche entsteht Gegen diesen Gegenflansch 32 legt sich der letzte Abschnitt der Ringwellung unter dem Einfluß einer V-Bandschelle 33 an. Außerdem Ut in diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen, daß die sich nach auben öffnenden Ringwellungen im Fußbereich mit einer dauerelastischen inkompressiblen Füllmasse 34 ausgefüllt sind.

Es versteht sich, daß die beschriebene Stoßverbindung nicht nur bei Kompensatoren, Bälgen u.dgl. anwendbar ist sondern auch dort Verwendung finden kann, wo normale Rohrleitungen miteinander verbunden werden sollen, von denen mindestens eine mit einem kurzen Stück einer Ringwellung versehen werden kann.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Druckdichte Stoßverbindung zwischen einem ringgewellten Wellrohr-Balg und einem Rohrflansch

o. dgl, mit einer eine axiale Vorspannkraft aufbringenden Verbindungseinrichtung, welche mit einer von radial außen nach radial innen zurückspringenden Schrägfläche eine Welle des Balges hintergreift und diese sowie mindestens eine weitere Welle bis zur gegenseitigen Berührung der radial außen liegenden Wellenkuppen staucht und dabei eine Wellenflanke in Anlage an eine Gegenfläche am Flansch preßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenfläche ebenfalls eine von radial außen nach radial innen zurückspringende Schrägfläche ic (15) ist und die Ringwellungen im Fußbereich (18) zwar aneinanderliegen, aber allenfalls unwesentlich verformt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringwellungen im Fußbereich (18) mit einer inkompressible^ dauerplastischen Füllmasse (34) ausgefüllt sind.