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Die Erfindung betrifft einen Kompensator für Rohrleitungen mit einem elastischen, eine druckaufnehmende Einlage aufweisenden Schlauchstück und wenigstens einer Anschlußarmatur, die im Bereich des Anschlusses einen im wesentlichen 90° nach außen abgewinkelten Teil des Schlauchmaterials mit Einlage hintergreift, wobei an der Stirnfläche eine feste Ringscheibe in fester Verbindung angeordnet ist.
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Ein solcher bekannter Kompensator nach der DE-AS 10 33 974 bezweckt durch die Anvulkanisierung der festen Ringscheibe an den nach außen abgewinkelten Teil des Schlauchmaterials eine verbesserte Abdichtung an der stirnseitigen Dichtungsfläche.
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Dabei ist sowohl bekannt, einen unmittelbar den abgewinkelten Teil des Schlauchmaterials hintergreifenden Spannring undrehbar zu befestigen, weil Bohrungen für Spannschrauben im Spannring und im abgewinkelten Teil des Schlauchmaterials sowie der festen Ringscheibe zueinander ausgerichtet sein müssen, als auch den Spannring an sich drehbar anzubringen, wenn die Spannschrauben außerhalb des abgewinkelten Teils des Schlauchmaterials verlaufen. Auch bei dieser Ausführung wird allerdings eine Bindung empfohlen. Aber auch die ungebundene Ausführung hat den Nachteil, daß die Einfassung der Einlage und des abgewinkelten Teils des Schlauchmaterials ungenügend ist und gerade auch aufgrund der Anordnung der Spannschrauben die Neigung besteht, das Material nach außen oder innen herauszupressen, wenn die Abdichtung hergestellt wird. Deshalb wird auch empfohlen, eine äußere Ringhülse auf den abgewinkelten Teil des Schlauchmaterials aufzusetzen, um übermäßige Verformungen und Verzerrungen des Schlauchendstückes bei Herstellung der Abdichtung zu verhindern.
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Mit der bekannten Ausführung ist eine Hochdruckverbindung fragwürdig bzw. ist bei der undrehbaren Anordnung des Spannringes die Einsatzmöglichkeit des bekannten Kompensators stark beschränkt.
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Es wird einbezogen, statt eines Spannringes einen Klemmring mit Außengewinde anzuordnen, auf welchem sich eine aufgeschraubte Spannmuffe befindet, die einen Gegenflansch übergreift.
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Bei einem Befestigungsflansch aus Gummi an Gummischläuchen nach der DE-OS 26 08 703 ist in dem Flansch eine Klemmvorrichtung vorgesehen, welche bei Zugbeanspruchung die druckaufnehmende Einlage unmittelbar oder mittelbar festklemmt. Diese bekannte Ausführung hat einen anvulkanisierten, d.h. undrehbaren Hinterlegflansch und eine eingebettete Ringscheibe, die auch zur Stirnseite hin vom Schlauchmaterial überdeckt ist und keine Dichtungsfläche bildet. Alle Teile des so gebildeten Flansches sind von Bohrungen durchsetzt, so daß eine undrehbare Anordnung vorliegt. Der abgewinkelte Teil des Schlauchmaterials zwischen der eingebetteten Ringscheibe und dem Hinterlegflansch soll besonders dadurch festgelegt werden, daß dem Hinterlegflansch mindestens zwei konzentrisch zueinander liegende und in den abgewinkelten Teil des Schlauchmaterials hineinragende Ringe zugeordnet sind und die Einlage zwischen den Einschnürungen zwischen diesen Ringen und der Ringscheibe hindurchgeführt ist. Dabei können auch noch zusätzliche, gegenüber den zuerst genannten Ringen auf Lücke versetzte Gegenringe angeordnet werden, so daß die Einlage wellenförmig nach außen geführt wird. Die Ringe können mit dem Hinterlegflansch bzw. mit der Ringscheibe verbunden sein und aus Metall oder einem anderen Werkstoff bestehen.
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Durch die so geschaffene Klemmverbindung soll eine Relativbewegung der Einlage in einem abgewinkelten Teil des Schlauchmaterials verhindert werden.
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Es sind auch sogenannte Bunkerschläuche mit Endflanschen bekannt, bei denen in das Ende des Schlauches ein zylindrisches Metallstück mit einer am herausgeführten Ende nach außen gerichteten flanschartigen Abwinklung eingebettet wird. Diese flanschartige Abwinklung dient dabei als Widerlager für einen aufzusetzenden Flansch, mit dem eine Verbindung hergestellt werden soll. Auch bei dieser Ausführung ist das zylindrische Metallstück in Zugrichtung des Schlauches durch eine Gummi-Metall-Verbindung eingebunden, so daß trotz Anordnung von Löchern, die vom Gummimaterial durchsetzt werden, der Anschluß verhältnismäßig schwach ist.
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Bei dieser Ausführung ist es bekannt, einen glatten Schlauchdurchgang herzustellen, in dem eine Innenschicht des Schlauches durchgeführt ist und an der Außenseite der flanschartigen Abwinklung hochgebogen ist. Dort liegt diese Innenschicht frei und ist leicht zu beschädigen bzw. auch durch einen Verbindungsdruck abzuscheren. Bei dieser bekannten Ausführung endet aber die an sich kraftübertragende Einlage aus einem Gewebe oder dergleichen an den Außenseiten des zylindrischen Metallstückes, so daß auch hier nur eine Verbindung begrenzter Stärke herstellbar ist. Sie eignet sich nicht für Hochdruck, wobei davon auszugehen ist, daß beispielsweise bei einem Betriebsdruck bis 50 bar eine Festigkeit bis zum dreifachen Wert, dem sogenannten Berst- Wert, ausgehalten werden muß.
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Es sind auch Gummi-Kompensatoren bekannt, bei denen die Enden des flexiblen Kompensators nach außen abgewinkelt und über einen Ring zurückgeschlagen sind. Dabei entsteht eine Auskehlung, in welche ein Flansch eingreift. Der Flansch bildet in der Auskehlung eine Scherkante, besonders wenn der Kompensator Bewegungen aufnimmt. Dadurch entsteht die Gefahr einer Zerstörung. Angeschlossene Rohrstücke wirken nachteilig auf die Dichtungsfläche ein und führen insbesondere unter dem Verbindungsdruck auch zu Abscher-Erscheinungen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kompensator der eingangs angegebenen Art so zu verbessern, daß er als Hochdruck-Kompensator unter Verwendung nur verhältnismäßig leichter Bauteile geeignet ist und die Enden bei besonders günstiger Einbindung von kraftübertragenden Einlagen vor Beschädigungen gesichert sind.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gelöst.
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Die festen, schwer verformbaren Flächen, d.h. die Dichtungsringscheibe und/oder der Stutzen mit dem Bund, bestehen vorteilhaft aus Metall, insbesondere Stahl. Es werden jedoch auch andere Materialien, wie genügend harte Kunststoffe, einbezogen. Die Einfassung zwischen den festen, schwer verformbaren Flächen schafft dabei eine mechanische Einbindung in einer Richtung quer zur Zugrichtung am Kompensator.
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Durch die Anordnung des Bundes an dem Stutzen wird eine definierte Halterung erreicht, deren Festigkeit sich durch das Einspannen beim Einsatz des Kompensators ergibt, wenn die Anschlußarmatur, die ein drehbarer Flansch oder auch eine Überwurfmutter sein kann, zur Verbindung von benachbarten Rohren oder Schläuchen angezogen bzw. angespannt wird.
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Dabei wird der zusätzliche Vorteil erreicht, daß sich, abgesehen von der verbesserten Festlegung aufgrund der Abwinklung, die Einspannung der Einlage auch in Abhängigkeit von dem in der Verwendung auftretenden Druck verstärkt. Diese Vorteile werden an einer Ausführung erreicht, in welcher die Innenschicht glatt durchgeht und sich in den inneren Rand der Dichtungsringscheibe zur Herstellung eines Durchgangsquerschnitts ohne Stufenbildung erstreckt. Auch hier ist eine Verbindung durch einen geeigneten Kleber je nach Material bzw. durch eine Kautschuk-Metall-Verbindung vorgesehen.
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Die Anordnung des an einem Stutzen angeordneten Bundes ermöglicht bei gleichbleibender Einklemmung auch unter starkem Dichtungsandruck die drehbare Anordnung der Anschlußarmatur, insbesondere auch eines die Anschlußarmatur bildenden Flansches. Aber auch bei Anordnung einer Anschlußarmatur wird deren Drehbarkeit durch die Abstützung an dem Bund verbessert.
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In einer zweckmäßigen Ausgestaltung nach Anspruch 3 wird der mechanische Eingriff am abgewinkelten Teil des Schlauchmaterials verbessert.
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Einbezogen werden dabei vorteilhaft Profilierungen nach Anspruch 4. Bevorzugt werden aber an sich bekannte Profilierungen in Form kreisförmiger Stege in der Ausgestaltung nach Anspruch 5. Durch diese Flankenausbildung wird der mechanische Eingriff unter dem auftretenden Druck verbessert.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung nach Anspruch 7 wird die Einbindung des abgewinkelten Teils des Schlauchmaterials mit der Einlage verbessert, weil die Innenschicht und/oder die Außenschicht jeweils mit einem Teil zusammen mit der Einlage eingefaßt werden, wobei dann im Falle der Innenschicht ein anderer Teil in die innere Öffnung der Dichtungsringscheibe greift.
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Die Einlage besteht in einer bekannten Weise insbesondere aus einem Gewebe oder Geflecht aus Textil, Kunststoff-Fasern und/oder Metall. Die beschriebene Ausführung hat den Vorteil der unmittelbaren mechanischen, durch die Abwinklung verbesserten Einbindung dieser Einlage. Die Beschichtung der Einlage besteht insbesondere aus Elastomeren und umfaßt insoweit auch Kautschuke und Kunststoffe.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, die in der Zeichnung schematisch dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:
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Fig. 1 eine Seitenansicht eines Kompensators, teilweise im Schnitt;
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Fig. 1a einen Ausschnitt aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab;
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Fig. 2 in Seitenansicht und im Schnitt ein Ende eines anderen Kompensators in Teildarstellung;
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Fig. 3 eine Teildarstellung aus Fig. 2 in Seitenansicht und Schnitt, jedoch in einer anderen Ausgestaltung;
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Fig. 4 eine Vorderansicht einer Dichtungsringscheibe in einer weiteren Ausführungsform.
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Der Kompensator nach Fig. 1 und 1a hat zwischen zwei als Flanschen ausgeführten Anschlußarmaturen 10 ein elastisches Schlauchstück 1. Dieses besteht aus einem Elastomere, insbesondere Gummi, in welchem eine Einlage 2 eingebettet ist. Die Einbettung kann bei der Herstellung durch einen schichtweisen Aufbau des Schlauchstückes und anschließender Vulkanisation erfolgen.
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Bei einer solchen Herstellung wird an den Enden und den Außenseiten der Einlage 2 ein Stutzen 8 mit einem abgewinkelten Bund 7 an seinem Ende eingebracht. Dieser bildet eine Anlagefläche für die Anschlußarmatur 10. Der äußere Übergang zwischen dem Stutzen 8 und dem Bund 7 ist bei 12 stark abgerundet. Die Außenseite des Stutzens ist gemäß Fig. 1 von der Außenschicht 9 abgedeckt. Eine Innenschicht 3 setzt sich bis an das Ende des Kompensators, d.h. bis in die Öffnung einer Dichtungsringscheibe 5 fort.
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Insbesondere aus Fig. 1a ist zu erkennen, daß die Einlage mit ihrem Teil 2&min; um etwa 90° abgewinkelt ist und unter Einbindung in eine Gummischicht zwischen der Dichtungsringscheibe 5 und dem Bund 7 eingefaßt ist. Hierbei sind an den einander zugekehrten Flächen der Dichtungsringscheibe 5 einerseits und des Bundes 7 andererseits zueinander versetzte Ringstege 13, 14, 15, 16 angeordnet, durch welche die Einfassung der Einlage bzw. des Teils 2&min; der Einlage verstärkt wird. Wenn der Flansch 10 bei Einsatz des Kompensators mit einem anderen Flansch verbunden wird, wird die Dichtungsringscheibe 5 zunehmend angepreßt, so daß sich die Einbindung der Einlage 2 verstärkt.
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In der Ausführung nach Fig. 2 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen dargestellt. Erkennbar ist hier ein Einsatz als Teil der Innenschicht in der Öffnung der Dichtungsringscheibe, wobei entsprechend der Ausführung nach Fig. 1 die Innenschicht 3 mit einem Teil glatt bis zum Ende 4 des Kompensators durchgeht.
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In Fig. 2 ist ein abgewinkelter Teil der Innenschicht 3 mit 3&min; bezeichnet.
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Die im ganzen mit 10 bezeichnete Schlaucharmatur ist in der Ausführung nach Fig. 2 als Überwurfmutter 21 ausgeführt.
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An Stelle der Ausführung nach Fig. 2 wird die Ausbildung nach Fig. 1 oder 1a insofern bevorzugt, als bei der Herstellung neben der Dichtungsringscheibe 5 vor der Vulkanisierung des Kompensators eine Ausfütterung mit Gummiringscheiben erfolgen kann.
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Der Verbindungsdruck zwischen der Dichtungsringscheibe 5 und dem Bund 7 wird in Abhängigkeit von der Anschlußkraft an der Anschlußarmatur verstärkt. Diese kann gemäß Fig. 1a eine geeignete Ausnehmung zur Verbesserung ihres Sitzes an dem Bund 7 haben.
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In Fig. 3 sind der Stutzen 8 mit dem fest angeordneten Bund 7 und die Dichtungsringscheibe 5 in auseinandergezogenem Zustand dargestellt. Der Innendurchmesser des Stutzens 8 ist größer als der Innendurchmesser der Dichtungsringscheibe 5, weil die Innenschicht 3 wenigstens mit einer inneren Lage sich gradlinig in die innere Öffnung der Dichtungsringscheibe 5 fortsetzt.
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Die Dichtungsringscheibe 5 und der Bund 7 weisen in dieser Ausführungsform sägezahnartige bzw. jeweils an ihrer Außenseite hinterschnittene Ringstege 22, 23 bzw. 24, 25 auf. Dadurch ergibt sich für die einklemmende Halterung ein hakenartiger Eingriff in eine Einlage aus Gewebe oder Metallgeflecht.
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Fig. 4 zeigt eine Stirnansicht einer weiteren Ausführung einer Dichtungsringscheibe 5 von der Seite her, die einem Bund 7 zugekehrt ist. Anstelle von herumlaufenden Ringstegen sind vorspringende Noppen 17-20 . . . angeordnet, denen am gegenüberliegenden Bund 7 entsprechende Vertiefungen zugeordnet sind.
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Einbezogen werden Stege an einem Teil 5, 7 und entsprechende Ringnuten am anderen.