ACOUSTICALLY INSULATED METAL BELLOW COMPENSATOR

Abstract: 1. A sound-insulating metal bellows expansion joint consisting of a corrugated metal bellows (10) of which the ends widened out radially outwards to form an annular disc portion (12) are connected to attachment flanges (20) without metallic contact, characterized in that at least one of the attachment flanges consists of a sound-absorbing, non-metallic material which, at the inner periphery of the attachment flange (20), is vulcanized into the radially directed annular disc portion (12) of the bellows and is covered, at the side adjacent to the bellows meand , by a non-metallic ring (30), and that the side of the attachment flange (20) adjacent to the expansion joint is covered by an overlapping reinforcing ring (40) of steel sheet which is profiled in the shape of a hat and the inner opening (43) of which surrounds the peripheral surface (11) of the bellows with spacing.

Description: Schallisolierender Metallbalgkompensator Die Erfindung betrifft einen schallisolierenden, vorzugsweise aus Edelstahl bestehenden Metallbalgkompensator bestehend aus einem gewellten Metallbalg, dessen nach aussen radial zu einer Ringscheibe aufgeweitete Enden flber nicht-metallische Zwischenlagen mit Befestigungs-Flanschen verbunden sind. Sofern nicht im Betrieb relativ hohe Temperaturen auftreten, verwendet man im allgemeinen Rohrkompensatoren mit einem armierten Gummibalg, der mit Rohrbefestigungsteilen, insbesondere Flanschringen, verbunden ist. Gummibalgkompensatoren zeichnen sich durch eine gute elektrische Isolierfähigkeit und auch durch eine sehr gute Gerauschabsorbierung, d.h. durch eine Dämpfung hochfrequenter Schwingungen aus. Ihr Nachteil liegt jedoch darin, dass sie temperaturmässig nicht übermässig belastet werden dürfen. Wenn in der Praxis Dauertemperaturen uber 1100 C zu erwarten sind, muss der Techniker Zuflucht nehmen zu Stahlbalgkompen satoren, die die erwiinschte elektrische Isolierfähigkeit und Dämpfung hochfrequenter mechanischer Schwingungen nur in beschränktem Umfange bewirken können, wenn man keine nicht-metallischen Zwischenlagen verwendet. Hinzu kommt auch noch, dass die bisher bekanntgewordenen Isolier-Xompensatoren eine erheblich verminderte Lebensdauer haben, da die zwischen dem metallischen Befestigungsflansch und Metallbalg vorgesehenen nicht-metallischen Isoliersttcke starken mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sind und dann zerstört oder bei ueberdruck herausgestrieben werden können. In der Haustechnik, z. B. Heizungsanlagen, Fernwärmeversorgungen, aber auch in der Industrie gibt es Betriebsbedingungen, wo Eigenschaften verlangt werden, die einerseits Gummikompensatoren und andererseits Stahlrohr-Xompensatoren eigen sind. So werden beispielsweise in Ubergabestationen von Fernheizanlagen Kompensatoren gefordert, die Bewegungen aufnehmen, Temperaturen von 1300 bis 1500 C fiber lange Zeiträume widerstehen und zugleich ausgezeichnete Dämpfungseigenschaften gegen hochfrequente Schwingungen haben, also Geräuschfortleitungen weitgehend unterbrechen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Verbesserung der Metallbalgkompensatoren der einleitend genannten Art im Hinblick auf Eigenschaften, die bisher nur Gummi-Xompensatoren eigen sind. Zur lösung der vorgenannten Aufgabe ist erfindungsgemäss der Metallbalgkompensator der einleitend genannten Art dadurch gekennzeichnet, dass#mindestens einer der Befestigungsflansche aus schallabsorbierenden, nicht-metallischem Werkstoff besteht, dass am inneren Umfang des Befestigungsflansches der radial ser-ichtete Ringscheibenteil des Balges einvulkanisiert ist und dass die der Kompensatormitte zugewandte Seite des Befestigungsflansches mit einem übergreifenden, hutförmig profilierten Armierungsring aus Stahlblech abgedeckt ist, dessen Innenöffnung die Balgmantelfläche mit Abstand umgibt. Nachfolgend werden anhand der beigefügten Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemässen Metallbalgkompensators naher erläutert. In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 einen Diametralschnitt durch einen erfindungs gemässen schallisolierenden Stahlbalgkompensator und Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung eines Stahlbalgkompensators mit tängenbegrenzung. Der erfindungsgemässe Kompensator besteht aus einem gewellten Metallbalg 10, der an seinen beiden Enden mit aus nicht-metallischem Werkstoff bestehenden Befestigungsflanschen 20 versehen ist, die mit einem hutförmig profilierten Armierungsring 40 aus Stahlblech hinterlegt sind. Fur die Schallisolierung ist massgebend, dass die an den Befestigungsflanschen 20, bzw. an den Armierungsringen 40 angreifenden Befestigungsschraubbolzen keinen metallischen Kontakt mit dem Me tallbalglOerhalten können. Obwohl der erfindungsgemässe Metallbalgkompensator in aller Regel symmetrisch ausgebildet wird, kann es unter gewissen Umständen durchaus von Nutzen sein, die erfindungsgemässe Konstruktion nur an einem Balgende vorzusehen, während das andere Ende des Kompensators unterschiedlich ausgebildet und möglicherweise auch nicht schallisolierend ist. Der vorzugsweise aus Edelstahl bestehende Metallbalg 10 ist an seinen Enden neben kurzen zylindrischen Abschnitten 11 radial nach aussen umge bördel, um einen Ringscheibenteil 12 zu bilden. Der erwähnte Ringscheibenteil 12 ist in den aus nicht-metallischem Werkstoff, vorzugsweise aus Gummi oder dergl. hergestellten Befestigungsflansch 20 eingebettet und einvulkanisiert. Aus fertigungstechnischen Grunden sind die Aussenenden des Metallbalges 10 an der Aussenseite mit einem aus nicht-metallischem Werkstoff, beispielsweise aus Gummi bestehenden, L-förmig profilierten Ringkörper 30 abgedeckt. Der sich im wesentlichen radial nach aussen erstreckende Ringteil 31 bedeckt den radial gerichteten Ringscheibenteil 12 und der Ringteil 32 den zylindrischen Endteil des Kompensatorhalges 10. Innerhalb des Teil--- kreises in dem sich die Bohrungen 21 für die Befestigungsbolzen befinden, ist am Befestigungsflansch 20 ein Dichtungsring 22 ausgeformt. Die Muttern oder Schraubenköpfe der an den Befestigungsflanschen 20 angreifenden Befestigungsbolzen stützen sich an dem der Balgmitte zugewandten Armierungsringen 40 ab, die in Übereinstimmungen mit den Bohrungen 21 oeffnungen für den Durchtritt der Befestigungsschrauben aufweisen. Der innengelegene und sich im wesentlichen radial erstreckende Teil 42 des Armierungsringes 40 verläuft etwa parallel zum radialen Abschnitt 31 des nicht-metallischen Ringkörpers 30, zum Ringscheibenteil 12 des Kompensatorbalges 10 und zum Dichtungsring 22, so dass bei fertiger Montage die sandwichartig aufeinander liegenden Teile zwischen dem Armierungsringteil 42 und dem Gegenflansch der anzuschliessenden Rohrleitung eingespannt werden können. Zu beachten ist, dass der innere Umfang 43 des Stahlblechringes 40 grösser ist als der zylindrische Abschnitt 11 des Xompensatorbalges 10, damit es zu keiner metallischen Beruhrung zwischen den Befestigungsmitteln und dem Stahlbalg kommen kann. Vorzugsweise stimmt der Innendurchmesser des Stahlblechringes 40 mit dem Aussenumfang des nicht-metallischen Ringkörpers 30 im Bereich 32 überein Der Aufbau des erfindungsgemässen Sompensators geschieht vorzugsweise wie folgt. ueber die zylindrischen Enden eines zunächst noch nicht mit radialen Ringscheibenteilen versehenen Metallbalges wird eine schlauchartig ausgebildete Isolierbandage aus Gummi aufgebracht, die später den L-profilie-rten Ringkörper 30 bildet. Anschliessend wird ein aus Stahlblech gezogener oder aus Stahl geschmiedeter oder gedrehter profilierter Armierungsring 40 über die zylindrischen Enden 11 des Kompensatorbalges 10 gezogen. Die überstehenden Enden dieses Verbundes aus Gummi und Edelstahl werden in bekannter Weise durch Verdrängungs- umformung umgebordelt. Der soweit fertiggestellte Kompensator wird dann an beiden Seiten mit dem aus Gummi bestehenden Befestigungsflansch 20 abgedeckt, wobei der Armierungsring 40 die Festigkeit des Gummi Befestigungsflansches erhÏht und auch dessen Vulkanisation erleichtert. Die aus Gummi bestehenden Befestigungsflanschen 20 und Ringkörper 30 werden vorzugsweise unter Verwendung eines aufgestrichenen Haftvermittlers auf die Metallteile heiss aufvulkanisiert. Hierbei wird der Ringscheibenteil 12 des Kompensatorbalges durch Pressen und Verfliessen fest in das ausvulkanisierte Gummi eingebettet. Kompensatoren unter Druckbelastung verursachen eine Reaktionskraft, die aus Betriebsinnendruck und Balgquerschnittsfl bhe resultiert. Bei fehlenden Festpunkten in Rohrleitungen oder aber um zum Beispiel Pumpengehäuse von Reaktiohskrfiften zu entlasten ¯werden Kompensatoren mit sogenannten Verspannungen oder Längenbegrenzern ausgerüstet, die eine Streckung des Kompensators unter Innendruckbelastung verhindern, aber laterale Bewegungen zulassen. Um die dämpfende bzw. isolierende Eigenschaft des erfindungsgemässen Kompensators zu erhalten, müssen die Längenbegrenzer ebenfalls isoliert angebracht werden. Wie dies im einzelnen geschieht, zeigt die Fig. 2. Der Kompensator gemäss Fig. 2 ist im wesentlichen genauso ausgebildet wie der Kompensator der Fig. 1 Es sind lediglich am Umfang der Befestigungsflanschen zwischen den BoDruagyn 21/41 ein oder mehrere Zugstangen 50 angeordnet. Der Kopf 51 bzw. die Gewindemutter 52 der Zugstange 50 liegen in Sacklochbohrungen -25 des vorzugsweise aus Gummi bestehenden Befestigungsflansches 20. Die Zugstange 50 ist durch den Flansch 20 und den Stahlblechring 40 hindurchgeführt. Um Berührungen zwischen der Zugstange 50 und dem Stahlblechring 40 zu verhindern, ist in dem letzteren eine mit Übermass hergestellte Bohrung 45 vorgesehen, in die ein ringförmiger Ansatz 26 des Flansches 20, die Stange 50 umgebend eingreift. Nach der Montage der Zugstange oder der Mehrzahl von Zugstangen, werden die Sacklochbohrungen 25 mit einem Elastomer niedriger Shore-Härte versiegelt, damit ein begrenztes Spiel der Zugstangenköpfe 51, 52 im Gummiflansch 20 bei Lateralbewegungen möglich ist.

Claims: Patentansprtche 1. Schallisolierender Metallbalgkompensator bestehend aus einem gewellten ;Metallbalgw dessen nach aussen radial zu einem Ringscheibenteil aufgeweitete Enden über nicht-metallische Zwischenlagen mit Befestigungsflanschen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Befestigungsflansche (20) aus schallabsorbierendem, nicht-metallischem Werkstoff besteht, dass am inneren Umfang des Befestigungsflansches (20) der radial gerichtete Ringscheibenteil (12) des Balges ein vulkanisiert ist und dass die der Kompensatormitte zugewandte Seite des Befestigungsflansches (20) mit einem übergreifenden, hutförmig profilierten Armierungsring (40) aus Stahlblech abgedeckt ist, dessen Innenöffnung (43) die Balgmantelfläche (11) mit Abstand umgibt. 2. Kompensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsflansch (20) an der äusseren Stirnseite als Dichtungs ring (22) ausgebildet ist. 3. Kompensator nach Anspruch 1 und 2 , dadurch gekennzeichnet, dass der am Balgende vorgesehene Ringscheibenteil (12) an der der Balguitte zugewandten Seite mit einem nicht-metallischen Ring (30) abgedeckt ist. 4. Kompensator nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht-metallische Ring (30) L-fErmig profiliert ist und auch das benachbarte glattwandige Balgende (11) abdeckt. 5. Kompensator nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht-metallische Ring (30) an Balgende (11, 12) und Befestigungs- flansch (20) anvulkanisiert ist. 6. Kompensator nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht-metallischen Befestigungsflansche (20) mit über den Umfang verteilten Sacklochbohrungen (25) zur Aufnahme der Köpfe (51,52) von die gegenüber liegenden Flansche (20) verbindenden Zugstangen (50) versehen sind und dass im Bereich der Zugstangen (50) im Stahlblechring (40) im Übermass gebohrte Öffnungen (45) vorgesehen sind. 7. Kompensator nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsflansche (20) im Bereich der mit Übermass gebohrten Oeffnungen (45) des Stahlblechringes 440) mit ringförmigen, den Zugstangenquerschnitt freilassenden Ansätzen (26) ausgebildet sind. 8. Kompensator nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sacklochbohrungen (25) mit einem Elastomer (54) niedriger Shore-Härte verschlossen sind. 9. Verfahren zum Herstellen von Kompensatoren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf die zylindrischen Enden eines ge wellten Metallrohres (10) Isolierbandagen (30) aus Gummi aufgebracht und darüber metallische Flanscharnierungsringe (40) aufgeschoben, dass die überstehenden gummibelegten Rohrteile (10, 30) durch Ver drängungsumformung zu Ringscheibenteilen (12) umgebördelt und mit aus Gummi bestehenden Befestigungsflanschen (20) abgedeckt werden und dass anschliessend die Ringscheibenteile (12) in einer Vulkanisierform durch Pressen und Verfliessen fest in das ausvul kanisierende Gummi (20, 30) eingebettet werden.

Inventors: STENDER, RUDOLF
Applicants: RUDOLF STENDER KG (GMBH & CO)
Application year: 1984
Main classification: F16L55
IPC codes: F16L27, F16L55