WO2006074876A1 - Rohrdrehgelenk - Google Patents

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WO2006074876A1
WO2006074876A1 PCT/EP2006/000071 EP2006000071W WO2006074876A1 WO 2006074876 A1 WO2006074876 A1 WO 2006074876A1 EP 2006000071 W EP2006000071 W EP 2006000071W WO 2006074876 A1 WO2006074876 A1 WO 2006074876A1
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WO
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holder
shaft journal
bearing
distribution chamber
joint according
Prior art date
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PCT/EP2006/000071
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English (en)
French (fr)
Inventor
Günter SCHÜTT
Arnold Beck
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Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Original Assignee
Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Saurer GmbH and Co KG
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Publication date
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Priority to CN200680002277A priority patent/CN100594316C/zh
Priority to EP06700389A priority patent/EP1836429B1/de
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Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L27/00—Adjustable joints; Joints allowing movement
    • F16L27/08—Adjustable joints; Joints allowing movement allowing adjustment or movement only about the axis of one pipe
    • F16L27/087—Joints with radial fluid passages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L27/00—Adjustable joints; Joints allowing movement
    • F16L27/08—Adjustable joints; Joints allowing movement allowing adjustment or movement only about the axis of one pipe
    • F16L27/0849—Adjustable joints; Joints allowing movement allowing adjustment or movement only about the axis of one pipe the fluid being turned through an angle when passing from one joint element to another

Definitions

  • the invention relates to a swivel joint, in particular for guiding a polymer melt according to the preamble of claim 1.
  • swivel joints When laying and constructing pipelines, it is known to make it possible to pivot the pipe sections through so-called swivel joints.
  • a tubular joint is known for example from DE 70 00 900 U.
  • a holder and a rotatably connected to the holder connecting body cooperate to a connected to the connecting body piece of pipe relative to. Holder to move.
  • a distribution chamber is provided which is coupled to a distribution channel of the connecting body.
  • a slide bearing is used in the known device.
  • Such a system can only be used for higher temperatures with medium pressure load.
  • high temperatures occur simultaneously ! ⁇ hqhe pressures that lead to correspondingly high radial and axial forces.
  • such high compressive forces can not be absorbed by slide bearings, in particular in the known type.
  • connection between the holder and the connection body is designed by a corrugated hub connection.
  • connection body has a shaft journal which is mounted in a bearing bore of the holder;
  • the bearing bore penetrates the distribution chamber, thereby avoiding one-sided loads on the connection body as a result of the fluid pressures within the distribution chamber.
  • the tubular swivel joint in which the bearing bore for the formation of two bearing points completely penetrates the holder, so that approximately the same pressure forces act on the shaft journal in both places.
  • the bearing bore is formed in the bearings with the same large diameter, so that compensate for the forces acting on the shaft journal pressures.
  • the bearing points for sealing the distribution chamber advantageous seals are assigned between the holder and the shaft journal.
  • the seals in the bearing points are preferably formed by temperature-resistant plug sleeve packings. It is particularly advantageous if the
  • Stuffing box packings are held by an adjustable biasing means to on the one hand to allow a complete seal of the distribution chamber.
  • an adjustable biasing means to on the one hand to allow a complete seal of the distribution chamber.
  • the bearing of the shaft journal is preferably carried out by means of a sliding bearing support in order to be able to realize small play of the shaft bearing in the range of ⁇ 0.15 mm in diameter.
  • the distribution chamber is formed within the holder by a shaft substantially concentrically enclosing groove according to an advantageous development.
  • a sufficient amount of fluid is available at the circumference of the shaft journal in order to reach the distributor channel introduced at the connection body.
  • the distribution chamber can also be advantageously formed by a circumferential recess on the shaft journal.
  • the distribution chamber can be formed concentrically with the bearing bore inside or outside of the bearing bore, so that a uniform distribution and guidance of the melt is always ensured upon rotation of the shaft journal.
  • the formation of the distribution channel can be advantageously formed in the terminal body through a blind hole from the terminal end to the journal.
  • the blind hole is at the closed end of the hole in the Wei- Lenzapfen connected by a transverse bore with the outer distribution chamber.
  • shaping of the transverse bore and the blind hole can be formed such that the smallest possible Druclciller arise when flowing through the swivel joint.
  • the distribution channel of the connection body can be formed by a through hole from the connection end to a second opposite connection end, wherein in the region of the shaft journal, the through hole is connected by a transverse bore with the distribution chamber.
  • Fig. 1 shows schematically a longitudinal sectional view of a first embodiment of the swivel joint according to the invention
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the embodiment of FIG. 1.
  • FIG. 3 shows schematically a longitudinal sectional view of another embodiment of a swivel joint according to the invention Fig. 4 and
  • FIG. 5 schematically shows longitudinal sectional views of further embodiments of the invention rohwebgelerikes
  • a first embodiment of a swivel joint is shown in several views.
  • Fig. 1 shows the embodiment in one Longitudinal sectional view
  • Fig. 2 shows the embodiment in a cross-sectional view.
  • the pipe swivel has a cuboid holder 1.
  • a distribution chamber 3 is formed, which is connected to an inlet 4.
  • the inlet 4 is formed at the top of the holder 1 and can be connected to a pipe section, not shown here.
  • a bearing bore 5 directed transversely to the inlet 4 is mounted in the holder 1.
  • the bearing bore 5 penetrates the distribution chamber 3 and the adjacent side walls of the holder 1.
  • the distribution chamber 3 is formed by a circumferential groove 7 substantially concentric with the bearing bore 5 within the holder 1.
  • a connection body 2 is rotatably mounted in the bearing bore 5 of the holder 1.
  • a bearing end 13 of the connecting body 2 is formed as a shaft journal 9, which is rotatably mounted in the bearing points 6.1 and 6.2 of the holder 1.
  • the connecting body 2 projects laterally out of the bearing bore 5 of the holder 1.
  • a pipe section 15 is coupled.
  • a distribution channel 10 is introduced through a blind hole 11 from the connection end 14 in the direction of the bearing end 13.
  • the blind bore 11 has in the region of the shaft journal 9 a transverse bore 12, through which the blind bore 11 is connected to the distribution chamber 3.
  • the groove 7 is formed to form the distribution chamber 3 in the holder 1 substantially concentric with the circumference of the shaft journal 9, so that in each position of the shaft journal 9, a connection between the distribution chamber 3 and the distribution channel 10 is present is.
  • a plurality of heating elements 24 are integrated, which cause heating of the melt-carrying area in the swivel joint.
  • a high-temperature polymer melt is conveyed under high pressure via the inlet 4 into the distribution chamber 3. From the distribution chamber 3, the polymer melt passes into the transverse bore 12 to the blind hole 11.
  • the thus formed distribution channel 10 then leads the polymer melt to the connected pipe section 15.
  • the pipe section 15 can rotate about the shaft 9 acting as an axis relative to the holder 1. In this case, rotation angles in the range of 360 ° and above are possible.
  • the bearings 6.1 and 6.2 are formed in this embodiment as Gleitstützla- ger, the bearing clearance in diameter max. 0.15 mm. For a rotation of the shaft journal 9 is possible even at higher temperatures.
  • the bearings 6.1 and 6.2 could be formed by a bearing bush or possibly by rolling bearings.
  • the symmetrical design of the shaft journal in two bearing points in the pipe joint according to the invention is particularly advantageous because substantially balanced pressure forces act on the connector body 2 and thus the ease of rotation of the shaft journal 9 is maintained even at higher pressures.
  • the seal provided in the embodiment of FIGS. 1 and 2 for sealing the distribution chamber is exemplary.
  • the location and type of sealing choose freely.
  • gap seals could be formed between the shaft journal and the holder, so that additional sealing means would be dispensable.
  • FIG. 3 a further exemplary embodiment of the pipe joint joint according to the invention is shown.
  • the exemplary embodiment is shown in a longitudinal sectional view, wherein the cross-sectional view is substantially identical to the exemplary embodiment of FIG. 2.
  • the tubular swivel joint consists of a holder 1 and a connector body 2 which is located in the holder 1.
  • the holder 1 is formed with a distribution chamber 3, which can be connected to an external pipe piece via an inlet 4.
  • the distribution chamber 3 is formed as a groove 7 concentric with the shaft journal 9 and is penetrated by a bearing bore 5, which completely penetrates the walls of the holder 1.
  • a shaft journal 9 is rotatably mounted in the bearing points 6.1 and 6.2 of the holder 1.
  • the shaft journal 9 has on both sides in each case a connection end 14.1 and 14.2, to which a pipe section can be coupled.
  • the connection body 2 thus formed is penetrated by a through-bore 21 which forms the distribution channel 10 in the region of the shaft journal 9 within the distribution chamber 3 with a transverse bore 12.
  • a stuffing box 16.1 and 16.2 between the shaft journal 9 and the holder 1 is arranged in each case.
  • Concentric with the shaft journal 9 is on both sides of the holder 1, a biasing means 17.1 and 17.2 formed to exert a biasing force on the stuffing box packs 16.1 and 16.2.
  • Each of the biasing means 17.1 and 17.2 is identical in this case, so that the biasing means 17.1 is explained in more detail below.
  • the biasing means 17.1 is formed by an annular clamping collar 20 which is integrally formed on an annular flange 18.
  • the annular flange 18 is concentrically coupled to the shaft journal 9 via clamping screws 19 with the holder 1.
  • the clamping collar 20 acts on a front side of the gland packing 16.1.
  • the stuffing box packing 16.1 is replaced on the opposite inner end face by a approach 22 held. By tightening the clamping screws 19, the annular flange 18 can be attached to the holder 1 depending on the desired pretensioning of the gland packing 16.1.
  • settings of the stuffing box packings 16.1 and 16.2 are possible, in which an absolute tightness of the distribution chamber 3 is ensured in relation to the environment.
  • permissible leakages can also be adjusted in order, for example, to be able to remove used polymer material continuously from the distribution chamber 3.
  • the adjustability of the stuffing box 16.1 and 16.2 is particularly advantageous to ensure the tightness of the swivel joint when guiding polymer melts.
  • a polymer melt supplied via the inlet 4 can be driven uniformly at two connection ends 14 of the connection body 2.
  • a fixing collar 23 can be assigned outside of the holder 1 to each clamping collar 20, by means of which the shaft journal is axially secured. In Fig. 3, the fixing collar 23 is shown in dashed lines.
  • the holder 1 is formed by a plurality of components, wherein a distributor housing 34 contains a continuous bearing bore 5 in which the bearing end 13 of the shaft journal 9 is mounted. Coaxially with the bearing bore 5 on the front side, the distributor housing 34 has a receiving bore 35, in which a shaft extension 25 of the shaft journal 9 is guided. For connection of a pipe section, the distributor housing 34 has a substantially transversely to the bearing bore 5 aligned inlet 4. The inlet 4 opens into the receiving bore 35. In the region of the inlet 4, a circumferential recess 27 is made on the shaft extension 25, which forms the distributor chamber 3 within the holder 1. The recess 27 on the shaft extension 25 has in the groove bottom on a transverse bore 12 which with a central blind hole 11th is connected and thus represents the connection of the distribution chamber 3 to the distribution channel 10.
  • a bearing plate 32 is provided on the connection end 14 of the journal 9, which is connected to the distributor housing 34 and contains a bearing bore 5 for forming the second bearing 6.2.
  • a pipe section 15 is provided for connecting a melt line.
  • seals 8.1 and 8.2 are respectively arranged concentrically to the bearing bore on both sides of the shaft extension 25.
  • sealing gaps could be formed between the shaft extension 25 and the receiving bore 35.
  • FIG. 5 another embodiment of a possible construction of the swivel joint is shown.
  • the swivel joint is shown here schematically in a longitudinal sectional view.
  • the connector body 2 is also by a
  • Shaft pin 9 is formed, which is mounted with a bearing end 13 in a holder 1.
  • the holder 1 has a continuous bearing bore 5, in which the
  • Shaft 9 is mounted in the bearings 6.1 and 6.2. Between the warehouse the shaft journal 9 has a recess 27.1, which is connected to an inlet 4 within the holder 1. In the groove bottom of the recess 27.1 of the shaft journal 9, a transverse bore 12 is formed, which opens into a distributor bore 31.
  • the protruding from the holder 1 free end 14 of the shaft journal 9 carries a movable holder 26 which has a continuous bearing bore 5 and is mounted on the terminal end 14 of the shaft journal 9 in the bearings 6.3 and 6.4.
  • the connection end 14 of the shaft journal has a second recess 27.2 between the bearings 6.3 and 6.4, which is connected in the groove base via a transverse bore 12 with the distributor bore 31.
  • the movable holder 26 has a drain 29 for connecting a pipe piece, which opens the recess 27.2 of the shaft journal 9.
  • the recess 27.2 on the circumference of the shaft journal 9 forms a distribution chamber 36th
  • the shaft journal 9 On a circulating divider 30, through which an axial protection is given.
  • the divider 30 is formed outside the bearing bores 5 between the holder 1 and the movable holder 26.
  • a drive adapter 28 is provided, through which a rotary drive can be connected to the shaft journal 9. This advantageously prevents the shaft journal 9 from settling inside the holder 1.
  • the function of the embodiment of the swivel joint shown in FIG. 5 is substantially identical to the preceding embodiments, so that a polymer melt is fed through a stationary melt supply line via the inlet 4.
  • the polymer melt passes via the distributor chamber 3 and the distributor channel 31 to the discharge chamber 36 and the outlet 29 connected thereto.
  • the melt distribution takes place independently of the position of the shaft journal and regardless of the relative positions of the holder 1 and the holder 29 to each other.
  • the gap seals 33.1 and 33.2 and between the holder 26 and the shaft journal 9 the gap seals 33.3 and 33.4 are formed between the shaft journals 9 and the holder 1.
  • FIGS. 1 to 5 are only exemplary in their construction and design of the individual components. Basically, for example, the sealing concept of the embodiment of FIG. 1 or 3 in the embodiment of FIG. 5 can be realized.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Joints Allowing Movement (AREA)

Abstract

Ein Rohrdrehgelenk, insbesondere zur Führung einer Polymerschmelze weist einen Halter (1) und einen beweglichen Anschlusskörper (2) auf, welcher mit einem Lagerende (13) drehbar mit dem Halter. (1) verbunden ist. In dem Halter (1) ist eine Verteilerkammer (3) mit einem Zulauf (4) ausgebildet, die mit einem in dem Anschlusskörper (2) ausgebildeten Verteilerkanal (10) verbunden ist. Der Verteilerkanal (10) in dem Anschlusskörper (2) führt zu einem Anschlussende (14), an dem ein Rohrstück (15) ankoppelbar ist. Um eine Beweglichkeit des Anschlusskörpers (2) bei hohem Druck und bei hohen Temperaturen zu gewährleisten, wird das Lagerende (13) des Anschlusskörpers (2) als ein Wellenzapfen (9) ausgebildet, der in einer die Verteilerkammer (3) durchdringenden Lagerbohrung (5) im Halter (1) drehbar gelagert ist.

Description

Rohrdrehgelenk
Die Erfindung betrifft ein Rohrdrehgelenk insbesondere zur Führung einer Polymerschmelze gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei der Verlegung und Konstruktion von Rohrleitungen ist es bekannt, Drehbeweglichkeiten von Rohrstücken durch sogenannte Rohrdrehgelenke zu ermögli- chen. Ein derartiges Rohrdrehgelenk ist beispielsweise aus der DE 70 00 900 U bekannt. Hierbei wirken ein Halter und ein drehbar mit dem Halter verbundener Anschlusskörper zusammen, um ein mit dem Anschlusskörper verbundenes Rohrstück relativ zum. Halter beweglich zu gestalten. Innerhalb des Halters ist eine Verteilkammer vorgesehen, die mit einem Verteilerkanal des. Anschlusskörpers gekoppelt ist. Um die Drehbewegung des Anschlusskörpers zu ermöglichen, wird bei der bekannten Vorrichtung eine Gleitlagerung eingesetzt. Ein derartiges System ist nur für höhere Temperaturen mit mittlerer Druckbelastung einsetzbar. Bei der Führung von Polymerschmelzen treten jedoch neben hohen Temperaturen gleichzeitig!<hqhe Drücke auf, die zu entsprechend hohen Radial- und Axialkräften führen. Derartige hohe Druckkräfte lassen sich jedoch nicht durch Gleitlager, ins- besondere in der bekannten Bauart aufnehmen.
Im Stand der Technik sind hierzu ebenfalls Rohrdrehgelenke bekannt, bei welchen die Gleitlagerung durch Wälzlager ersetzt sind. Damit lassen sich zwar hohe Drücke realisieren, jedoch sind erfahrungsgemäß Wälzlager für hohe Temperaturen nur bedingt geeignet. Ein weiteres Problem der im Stand der Technik bekannten Rohrdrehgelenke liegt darin, dass eine leichtgängige Drehbarkeit des Anschlusskörpers in dem Halter bei hohen Drücken nicht gewährleistet bleibt. Insbesondere sind dabei einseitig wirkende Kräfte an dem Anschlusskörper besonders nachteilig. Es ist nun Aufgabe der Erfindung ein Rohrdrehgelenk der gattungsgemäßen Art insbesondere zur Führung einer Polymerschmelze derart weiterzubilden, so dass eine sichere Funktionsfähigkeit auch bei hohen Temperaturen von oberhalb 250°C und hohen Drücken von oberhalb 200 bar gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Rohrdrehgelenk mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merk- malskombinationen der Unteransprüche definiert.
Der besondere Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Verbindung zwischen dem Halter und dem Anschlusskörper durch eine Wellnabenverbindung ausgestaltet ist. Hierzu weist der Anschlusskörper einen Wellenzapfen auf, der in einer Lagerbohrung des Halter gelagert ist; Die Lagerbohrung durchdringt die Verteilerkammer, so dass einseitige Belastungen an dem Anschlusskörper resultierend aus den Fluiddrücken innerhalb der Verteilerkammer vermieden werden.
Besonders vorteilhaft ist hierbei die Weiterbildung des Rohrdrehgelenkes, bei welchem die Lagerbohrung zur Bildung von zwei Lagerstellen den Halter vollständig durchdringt, so dass in beiden Stellen annährend gleiche Druckkräfte an dem Wellenzapfen wirken. Bevorzugt ist die Lagerbohrung in den Lagerstellen mit gleich großem Durchmesser ausgebildet, so dass sich die an dem Wellenzapfen wirkenden Drücke kompensieren.
Dabei sind den Lagerstellen zur Abdichtung der Verteilerkammer vorteilhaft Dichtungen zwischen dem Halter und dem Wellenzapfen zugeordnet.
Die Dichtungen in den Lagerstellen werden bevorzugt durch temperaturbeständi- ge Stopfenbuchspackungen gebildet Dabei ist besonders vorteilhaft, wenn die
Stopfbuchspackungen durch ein verstellbares Vorspannmittel gehalten sind, um einerseits eine völlige Abdichtung der Verteilerkammer zu ermöglichen. Andererseits ist es bei der Führung von Polymerschmelzen besonders vorteilhaft, wenn eine geringe Menge des Polymers zu beiden Seiten der Verteilerkammer aus den Lagerstellen herausgeführt werden kann, um beispielsweise abgebautes Polymer- material abzuführen.
In Verbindung mit Gleitlagerungen werden auch bevorzugt Spaltdichtungen zwischen dem Wellenzapfen und dem Halter realisiert.
Die Lagerung des Wellenzapfens erfolgt vorzugsweise durch eine Gleiflagerab- stützung, um somit geringe Spiele der Wellenlagerung im Bereich von <0,15 mm im Durchmesser realisieren zu können.
Um in jeder Stellung des Anschlusskörpers die Verbindung zwischen der Verteil- kammer des Halters und dem Verteilerkanal des Anschlußkörpers zu gewährleisten, ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung die Verteilerkammer innerhalb des Halters durch eine den Wellenzapfen im wesentlichen konzentrisch umschließende Nut gebildet. Somit steht am Umfang des Wellenzapfens jeweils eine ausreichende Menge an Fluid zur Verfügung, um in dem am Anschlusskörper einge- brachten Verteilerkanal zu gelangen.
Die Verteilerkammer lasst sich jedoch auch vorteilhaft durch eine umlaufende Eindrehung an dem Wellenzapfen ausbilden. Je nach Durchmesser des Wellenabschnitts mit Eindrehung kann die Verteilerkammer innerhalb oder außerhalb der Lagerbohrung konzentrisch zur Lagerbohrung ausgebildet werden, so dass bei Drehung des Wellenzapfens immer eine gleichmäßige Verteilung und Führung der Schmelze gewährleistet ist.
Die Ausbildung des Verteilerkanals lässt sich dabei vorteilhaft in dem Anschluss- körper durch eine Sacklochbohrung vom Anschlussende bis zum Wellenzapfen hin ausbilden. Die Sacklochbohrung ist an dem geschlossenen Bohrende im WeI- lenzapfen durch eine Querbohrung mit der außen liegenden Verteilkammer verbunden. Hierbei lassen sich Formgebung der Querbohrung und der Sacklochbohrung derart ausbilden, dass möglichst geringe Druclcverlust beim Durchströmen des Rohrdrehgelenkes entstehen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Rohrdrehgelenkes lässt sich der Verteilerkanal des Anschlusskörpers durch eine Durchgangsbohrung vom Anschlussende bis zu einem zweiten gegenüberliegenden Anschlussende bilden, wobei im Bereich des Wellenzapfens die Durchgangsbohrung durch eine Quer- bohrung mit der Verteilerkammer verbunden ist. Durch diese Weiterbildung der Erfindung lassen sich gleich zwei an dem Drehgelenk angeschlossene Rohrstücke gleichzeitig mit dem Fluid versorgen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele des Rohr- drehgelenkes unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
Es stellen dar:
Fig. 1 schematisch eine Längsschnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Rohrdrehgelenkes
Fig. 2 schematisch eine Querschnittsansicht des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1
Fig. 3 schematisch eine Längsschnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Rohrdrehgelenkes Fig. 4 und
Fig. 5 schematisch Längsschnittansichten weiterer Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen rohdrehgelerikes
In den Fig. 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Rohrdrehgelenkes in mehreren Ansichten dargestellt. Fig. 1 zeigt das Ausführungsbeispiel in einer Längsschnittansicht und Fig. 2 das Ausführungsbeispiel in einer Querschnittsansicht. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für beide Figuren.
Das Rohrdrehgelenk weist einen quaderförmigen Halter 1 auf. In dem Halter 1 ist eine Verteilerkammer 3 ausgebildet, die mit einem Zulauf 4 verbunden ist. Der Zulauf 4 ist an der Oberseite des Halters 1 ausgebildet und lässt sich mit einem hier nicht dargestellten Rohrstück verbinden.
Im mittleren Bereich des Halters 1 ist eine quer zum Zulauf 4 gerichtete Lagerbohrung 5 in dem Halter 1 angebracht. Die Lagerbohrung 5 durchdringt die Verteilerkammer 3 und die angrenzenden Seitenwandungen des Halter 1. Die Verteilerkammer 3 ist durch eine umlaufende Nut 7 im wesentlichen konzentrisch zu der Lagerbohrung 5 innerhalb des Halters 1 ausgebildet. In der Lagerbohrung 5 des Halters 1 ist ein Anschlusskörper 2 drehbar gelagert. Hierzu ist ein Lagerende 13 des Anschlusskörpers 2 als ein Wellenzapfen 9 ausgebildet, der in den Lagerstellen 6.1 und 6.2 des Halters 1 drehbar gelagert ist. Mit einem Anschlussende 14 ragt der Anschlusskörper 2 seitlich aus der Lagerbohrung 5 des Halters 1 heraus. An dem freien Ende des Anschlussendes 14 ist ein Rohrstück 15 angekoppelt. Innerhalb des Anschlusskörpers 2 ist ein Verteilerkanal 10 durch eine Sacklochbohrung 11 vom Anschlussende 14 in Richtung des Lagerendes 13 eingebracht. Die Sacklochbohrung 11 weist im Bereich des Wellenzapfens 9 eine Querbohrung 12 auf, durch welche die Sacklochbohrung 11 mit der Verteilerkammer 3 verbunden ist.
Wie in Fig. 2 dargestellt, ist die Nut 7 zur Bildung der Verteilerkammer 3 in dem Halter 1 im wesentlichen konzentrisch zu dem Umfang des Wellenzapfens 9 ausgebildet, so dass in jeder Stellung des Wellenzapfens 9 eine Verbindung zwischen der Verteilerkammer 3 und dem Verteilerkanal 10 vorhanden ist. In dem Halter 1 sind mehrere Heizelemente 24 integriert, die eine Beheizung der schmelzeführenden Bereich in dem Rohrdrehgelenk bewirken.
Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass in den Lagerstellen 6.1 und 6.2 Dichtungen 8.1 und 8.2 zwischen dem Wellenzapfen 9 und dem Halter 1 angeordnet sind, so dass die Verteilerkammer 3 nach außen hin abgedichtet ist. Zusätzlich wirken an dem Wellenzapfen 9 hier nicht dargestellte Mittel zur axialen Sicherung, damit keine unzulässige axiale Beweglichkeit des Anschlusskörpers 2 auftritt.
Bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine hochtemperierte Polymerschmelze unter Hochdruck über den Zulauf 4 in die Verteilerkammer 3 gefördert. Von der Verteilerkammer 3 gelangt die Polymerschmelze in die Querbohrung 12 zur Sacklochbohrung 11. Der dadurch gebildete Verteilerkanal 10 führt die Polymerschmelze sodann zu dem angeschlossenen Rohrstück 15. Hierbei lässt sich das Rohrstück 15 um den als Achse wirkenden Wellenzapfen 9 relativ zum Halter 1 verdrehen. Dabei sind Drehwinkel im Bereich von 360° und darüber möglich.
Die Lagerstellen 6.1 und 6.2 sind in diesem Ausführungsbeispiel als Gleitstützla- ger ausbildet, wobei die Lagerspiele im Durchmesser max. 0,15 mm betragen. Damit ist eine Drehbarkeit des Wellenzapfens 9 auch bei höheren Temperaturen möglich.
Die Lagerstellen 6.1 und 6.2 könnten jedoch durch eine Lagerbuchse oder ggf. durch Wälzlager ausgebildet sein. Grundsätzlich ist die symmetrische Ausbildung des Wellenzapfens in zwei Lagerstellen bei dem erfindungsgemäßen Rohrdrehgelenk besonders vorteilhaft, da im wesentlichen ausgeglichene Druckkräfte an dem Anschlusskörper 2 wirken und somit die Leichtgängigkeit der Drehbewegung des Wellenzapfens 9 auch bei höheren Drücken erhalten bleibt. Die in dem Ausfüh- rungsbeispiel nach Fig. 1 und Fig. 2 vorgesehen Dichtung zur Abdichtung der Verteilerkammer ist beispielhaft. Zur Abdichtung lässt sich Ort und Art der Dich- tung frei wählen. So könnten Spaltdichtungen zwischen dem Wellenzapfen und dem Halter ausgebildet sein, so dass zusätzliche Dichtmittel entbehrlich wären.
In Fig. 3 ist ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel des erfindungsgemäßen Rohrdreh- gelenkes dargestellt. Hierbei ist das Ausfuhrungsbeispiel in einer Längsschnittansicht gezeigt, wobei die Querschnittansicht im wesentlichen identisch ist zu dem Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 2 ist.
Das Rohrdrehgelenk besteht aus einem Halter 1 und einem in dem Halter 1 gela- gelten Anschlusskörper 2. Hierbei ist der Halter 1 mit einer Verteilkammer 3, die über einen Zulauf 4 mit einem externen Rohrstück verbindbar ist, ausgebildet. Die Verteilerkammer 3 ist als Nut 7 konzentrisch zu dem Wellenzapfen 9 gebildet und wird durch eine Lagerbohrung 5 durchdrungen, die die Wandungen des Halters 1 vollständig durchdringt. In der Lagerbohrung 5 ist ein Wellenzapfen 9 in den La- gerstellen 6.1 und 6.2 des Halters 1 drehbar gelagert. Der Wellenzapfen 9 weist zu beiden Seiten jeweils ein Anschlussende 14.1 und 14.2 auf, an welchem ein Rohrstück ankoppelbar ist. Der so gebildete Anschlusskörper 2 wird durch eine Durchgangsbohrung 21 durchdrungen, die im Bereich des Wellenzapfens 9 innerhalb der Verteilerkammer 3 mit einer Querbohrung 12 den Verteilerkanal 10 bildet.
In den Lagerstellen 6.1 und 6.2 ist jeweils eine Stopfbuchspackung 16.1 und 16.2 zwischen dem Wellenzapfen 9 und dem Halter 1 angeordnet. Konzentrisch zu dem Wellenzapfen 9 ist zu beiden Seiten des Halters 1 ein Vorspannmittel 17.1 und 17.2 ausgebildet, um eine Vorspannkraft auf die Stopfbuchspackungen 16.1 und 16.2 auszuüben. Jedes der Vorspannmittel 17.1 und 17.2 ist hierbei identisch ausgebildet, so dass das Vorspannmittel 17.1 nachfolgend näher erläutert ist. Das Vorspannmittel 17.1 wird durch einen ringförmigen Spannkragen 20 gebildet, der an einem Ringflansch 18 angeformt ist. Der Ringflansch 18 ist konzentrisch zum Wellenzapfen 9 über Spannschrauben 19 mit dem Halter 1 gekoppelt. Dabei wirkt der Spannkragen 20 auf eine Stirnseite der Stopfbuchspackung 16.1. Die Stopfbuchspackung 16.1 wird auf der gegenüberliegenden inneren Stirnseite durch ei- nen Ansatz 22 gehalten. Durch Verspannung der Spannschrauben 19 lässt sich der Ringflansch 18 je nach gewünschter Vorspannung der Stopfbuchspackung 16.1 an den Halter 1 befestigen. So sind Einstellungen der Stopfbuchspackungen 16.1 und 16.2 möglich, bei welchen eine absolute Dichtheit der Verteilerkammer 3 gegen- über der Umgebung gewährleistet ist. Jedoch können auch zulässige Leckagen eingestellt werden, um beispielsweise verbrauchtes Polymermaterial kontinuierlich aus der Verteilkammer 3 abführen zu können. Insoweit ist die Einstellbarkeit der Stopfbuchspackung 16.1 und 16.2 besonders vorteilhaft, um die Dichtigkeit des Rohrdrehgelenkes bei Führung von Polymerschmelzen zu gewährleisten.
Im Betrieb lässt sich bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel eine ü- ber den Zulauf 4 zugeführte Polymerschmelze gleichmäßig an zwei Anschlussenden 14 des Anschlusskörpers 2 fuhren. Zur Vermeidung einer unzulässigen Axialbewegung des Wellenzapfens kann außerhalb des Halters 1 jedem Spannkragen 20 ein Fixierkragen 23 zugeordnet sein, durch welchen der Wellenzapfen axial gesichert ist. In Fig. 3 ist der Fixierkragen 23 gestrichelt dargestellt.
In Fig. 4 ist ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel des erfindungsgemäßen Rohrdrehgelenkes schematisch in einer Längsschnittansicht dargestellt.
Bei dem Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 4 wird der Halter 1 durch mehrere Bauteile gebildet, wobei ein Verteilergehäuse 34 eine durchgehende Lagerbohrung 5 enthält, in welchem das Lagerende 13 des Wellenzapfens 9 gelagert ist. Stirnseitig koaxial zur Lagerbohrung 5 weist das Verteilergehäuse 34 eine Aufhahmeboh- rung 35 auf, in welcher ein Wellenansatz 25 des Wellenzapfens 9 geführt ist. Zur Anbindung eines Rohrstückes weist das Verteilergehäuse 34 einen im wesentlichen quer zur Lagerbohrung 5 ausgerichteten Zulauf 4 auf. Der Zulauf 4 mündet in die Aufhahmebohrung 35. Im Bereich des Zulaufs 4 ist an dem Wellenansatz 25 eine umlaufende Eindrehung 27 eingebracht, die die Verteilerkammer 3 inner- halb des Halters 1 bildet. Die Eindrehung 27 an dem Wellenansatz 25 weist im Nutgrund eine Querbohrung 12 auf, die mit einer mittleren Sacklochbohrung 11 verbunden ist und somit die Anbindung der Verteilerkammer 3 an den Verteilerkanal 10 darstellt.
Zur Lagerung des Wellenzapfens 9 ist auf der zum Anschlußende 14 des Wellen- zapfens 9 eine Lagerplatte 32 vorgesehen, die mit dem Verteilergehäuse 34 verbunden ist und eine Lagerbohrung 5 zur Ausbildung der zweiten Lagerstelle 6.2 enthält.
An dem freien aus der Lagerplatte 32 herausragenden Anschlußende 14 des WeI- lenzapfens 9 ist ein Rohrstück 15 zur Anbindung einer Schmelzeleitung vorgesehen.
Zur Abdichtung der innerhalb des Halter ausgebildeten Verteilerkammer 3 sind zu beiden Seiten des Wellenansatzes 25 jeweils konzentrisch zur Lagerbohrung 5 Dichtungen 8.1 und 8.2 angeordnet. Zusätzlich könnten zwischen dem Wellenansatz 25 und der Aufnahmebohrung 35 Dichtspalte ausgebildet sein.
Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass zur Ausbildung der Verteilerkammer eine umlaufende Nut konzen- trisch zur Aumahmebohrung ausgebildet ist, die unmittelbar in die Aufnahmebohrung 35 mündet und mit dem Zulauf 4 verbunden ist. In diesem Fall würde der Wellenansatz keine umlaufende Eindrehung aufweisen.
In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer möglichen Konstruktion des Rohrdrehgelenkes gezeigt. Das Rohrdrehgelenk ist hierbei in einer Längsschnittansicht schematisch dargestellt.
Bei dem Ausführungsbeispiel wird der Anschlusskörper.2 ebenfalls durch einen
Wellenzapfen 9 gebildet, der mit einem Lagerende 13 in einem Halter 1 gelagert ist. Der Halter 1 weist eine durchgehende Lagerbohrung 5 auf, in welcher der
Wellenzapfen 9 in den Lagerstellen 6.1 und 6.2 gelagert ist. Zwischen den Lager- stellen weist der Wellenzapfen 9 eine Eindrehung 27.1 auf, die mit einem Zulauf 4 innerhalb des Halters 1 verbunden ist. In dem Nutgrund der Eindrehung 27.1 des Wellenzapfens 9 ist eine Querbohrung 12 ausgebildet, die in eine Verteilerbohrung 31 mündet.
Das aus dem Halter 1 herausragende freie Ende 14 des Wellenzapfens 9 trägt einen beweglichen Halter 26, der eine durchgehende Lagerbohrung 5 aufweist und über das Anschlußende 14 des Wellenzapfens 9 in den Lagerstellen 6.3 und 6.4 gelagert ist. Das Anschlußende 14 des Wellenzapfens weist zwischen den Lager- stellen 6.3 und 6.4 eine zweite Eindrehung 27.2 auf, die im Nutgrund über eine Querbohrung 12 mit der Verteilerbohrung 31 verbunden ist. Der bewegliche Halter 26 weist einen Ablauf 29 zum Anschluß eines Rohrstückes auf, welcher die Eindrehung 27.2 des Wellenzapfens 9 mündet. Die Eindrehung 27.2 am Umfang des Wellenzapfens 9 bildet eine Verteilerkammer 36.
Zwischen dem Lagerende 13 und dem Anschlußende 14 weist der Wellenzapfen 9 einen umlaufenen Trennsteg 30 auf, durch welche eine axiale Absicherung gegeben ist. Der Trennsteg 30 ist außerhalb der Lagerbohrungen 5 zwischen dem Halter 1 und dem beweglichen Halter 26 ausgebildet.
An dem Lagerende 13 des Wellenzapfens ist ein Antriebsadapter 28 vorgesehen, durch welchen ein Drehantrieb mit dem Wellenzapfen 9 verbunden werden kann. Damit lässt sich vorteilhaft ein Festsetzen des Wellenzapfens 9 innerhalb des Halters 1 vermeiden.
Die Funktion der in Fig. 5 dargestellten Ausführung des Rohrdrehgelenkes ist im wesentlichen identisch zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, so dass durch eine stationäre Schmelzezufuhrleitung über den Zulauf 4 eine Polymerschmelze zugeführt wird. Dabei gelangt die Polymerschmelze über die Verteiler- kammer 3 und den Verteilerkanal 31 zu der Ablaufkammer 36 und den daran angeschlossenen Ablauf 29. Hierbei erfolgt die Schmelzeverteilung unabhängig von der Stellung des Wellenzapfens und unabhängig von den Relativstellungen des Halters 1 und des Halters 29 zueinander. Zur Abdichtung der Verteilerkammer 3 sowie der an dem Anschlußende ausgebildeten Ablaufkammer 36 sind zwischen den Wellenzapfen 9 und dem Halter 1 die Spaltdichtungen 33.1 und 33.2 sowie zwischen dem Halter 26 und dem Wellenzapfen 9 die Spaltdichtungen 33.3 und 33.4 ausgebildet.
Die in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft in ihrem Aufbau und Ausgestaltung der einzelnen Bauteile. Grundsätzlich lässt sich beispielsweise das Dichtungskonzept des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 oder 3 in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 verwirklichen.
Bezugszeichenliste
1 Halter
2 Anschlusskörper
3 Verteilerkammer
4 Zulauf
5 Lagerbohrung
6.1 , 6.2 Lagerstelle
7 Wandung
8.1 , 8.2 Dichtung
9 Wellenzapfen
10 Verteilerkanal
11 Sacklochbohrung
12 Querbohrung
13 Lagerende
14, 14.1, 14.2 Anschlussende
15 Rohrstück
16. 1, 16.2 Stopfbuchspackung
17. 1, 17.2 Vorspannmittel
18 Ringflansch
19 Spannschraube
20 Spannkragen
21 Durchgangsbohrung
22 Ansatz
23 Fixierkragen
24 Heizelement
25 Wellenansatz
26 beweglicher Halter
27. 1, 27.2 Eindrehung
28 Antriebsadapter
29 Ablauf 30 Trennsteg
31 Verteilerbohrung
32 Lagerplatte
33.1, 33.2 Spaltdichtung 34 Verteilergehäuse
35 Aufhalmebohrung
36 Ablaufkammer

Claims

Patentansprüche
1. Rohrdrehgelenk insbesondere zur Führung einer Polymerschmelze mit einem Halter (1), welcher eine Verteilerkammer (3) mit einem Zulauf (4) aufweist, und mit einem beweglichen Anschlusskörper (2) mit einem innen liegenden Verteilerkanal (10), wobei der Anschlusskörper (2) mit einem Lagerende (13) drehbar mit dem Halter (1) verbunden ist und mit einem gegenüberliegenden Anschlussende (14) mit einem Rohrstück (15) kuppelbar ist und wobei die Verteilerkammer (3) des Halters (1) mit dem Verteilerkanal (10) des Anschlusskörpers (2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerende (13) des Anschlusskörpers (2) als ein Wellenzapfen (9) ausgebildet ist, welcher Wellenzapfen (9) in einer die Verteilerkammer (3) durchdringenden oder einschließenden Lagerbohrung (5) im Halter (1) drehbar gelagert ist.
2. Rohrdrehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbohrung (5) zur Bildungen von zwei Lagerstellen (6.1, 6.2) den Halter (1) vollständig durchdringt, wobei der Wellenzapfen (9) in den Lagerstellen (6.1, 6.2) mit im wesentlichen gleichgroßen Wellendurchmesser gelagert ist.
3. Rohrdrehgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den Lagerstellen (6.1, 6.2) zwischen dem Halter (1) und dem Wellen- zapfen (9) jeweils eine gegenüber der Verteilerkammer (3) wirksamen
Dichtung (8.1, 8.2) angeordnet ist.
4. Rohrdrehgelenk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungen in den Lagerstellen (6.1, 6.2) durch jeweils eine Stopf- buchspackung (16.2, 16.2) oder eine Spaltdichtung (33.1, 33.2) gebildet ist.
5. Rohrdrehgelenk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stopfbuchspackungen (16.1, 16.2) in den Lagerstellen (6.1, 6.2) durch jeweils ein verstellbares Vorspannmittel (17.1, 17.2) gehalten sind.
6. Rohrdrehgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenzapfen (9) durch eine Gleitlagerabstützung in dem Halter (1) gelagert ist.
7. Rohrdrehgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerkammer (3) innerhalb des Halters (1) durch eine den Wellenzapfen (9) im wesentlichen konzentrisch umschließende Nut (7) gebildet ist.
8. Rohrdrehgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerkammer (3) innerhalb des Halters (1) durch eine am Umfang des Wellenzapfens (9) umlaufende Eindrehung (27.1) gebildet ist.
9. Rohrdrehgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteilerkanal (10) des Anschlusskörpers (2) durch eine Sacklochbohrung (11) vom Anschlussende (14) bis zum Wellenzapfen (9) gebildet ist, deren geschlossenes Bohrende im Wellenzapfen (9) durch eine Querbohrung (12) mit der Verteilerkammer (3) ver- bunden ist.
10. Rohrdrehgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteilerkanal (10) des Anschlusskörpers (2) durch eine Durchgangsbohrung (21) vom Anschlussende (14.1) zu einem zweiten gegenüberliegenden Anschlussende (14.2) gebildet ist, die im Bereich des Wellenzapfens (9) durch eine Querbohrung (12) mit der Verteilerkammer (3) verbunden ist.
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