Rohrverzweigungsstück für Druckleitungen Die Erfindung bezieht sich auf ein Rohrverzwei- gungsstück für Druckleitungen mit sich zueinander ke- gelig erweiternden Rohrschenkeln.
Bei bekannten Kon struktionen setzt sich das eigentliche zwischen den zy lindrischen Schüssen der Rohrschenkel liegende Ver zweigungsstück ausschliesslich aus sich unmittelbar ver- schneidenden, den Mantel eines Kegelstumpfes bilden den Schalen zusammen, wobei in der Regel diese Scha len so angeordnet sind, dass sie in gedachter Verlänge rung eine gemeinsame eingeschriebene Kugel tangieren.
Dabei ergibt sich in einem quer zur Strömungsrichtung geführten, etwa durch die Mitte des Verzweigungsstük- kes verlaufenden Schnitt eine verhältnismässig tiefe Ein schnürung im Bereich der Verschneidungslinie, welche Einschnürung sich hydraulisch ungünstig auswirken kann, insbesondere dann, wenn eine längs der Ver- schneidungslinie verlaufende, sichelförmige Innenver- stärkungsrippe vorgesehen ist und,
beispielsweise bei Absperrung der an den einen Zweigrohrschenkel an- schliessenden Leitung, eine ungleichmässige Strömungs verteilung vorherrscht. Auch treten hier höhere Bela stungen im Verschneidungsbereich auf. Es sind ferner Ausführungen bekannt, bei denen das Verzweigungs stück ganz oder teilweise aus einer Kugelschale besteht.
Kugelschalen haben zwar wegen ihrer Krümmung in zwei Richtungen und der sich daraus ergebenden Ge- wölbewirkung festigkeitsmässige Vorteile, verursachen aber beträchtliche Schwierigkeiten, wenn bei grossen Abmessungen nach der Montage an der Baustelle ein örtliches Spannungsfreiglühen bestimmter Schweissnähte erforderlich wird.
Ein örtliches Spannungsfreiglühen ist nämlich entlang einer durch die Schweissnaht bestimm ten Linie bei Schalen, die in zwei Richtungen gekrümmt sind, wegen der durch die Temperatur verursachten Zwängungsspannungen nicht möglich. Aus Kugelschalen bestehende Verzweigungsstücke haben aber auch den Nachteil, dass sie von vornherein ein gegenüber den zylindrischen Schüssen der Rohrschenkel beträchtlich erweitertes Umrissmass aufweisen.
Sollen nun solche Rohrverzweigungsstücke als Ganzes zur Baustelle trans- portiert werden, so ist bei unter Tag verlegter Drucklei tung ein verhältnismässig grosser Stollenausbruch ent lang des gesamten Transportweges notwendig, da ein nachträgliches Anschliessen von tragenden Teilen an der Einbaustelle selbst aus den vorerwähnten Gründen nicht möglich ist. Schliesslich ist ein Rohrverzweigungsstück bekannt geworden, bei dem an die Kugelschalenteile tangentiale Mantelabschnitte gerader Kreiskegel ange schlossen sind, deren Achsen durch den Kugelmittel punkt verlaufen.
Die verbleibenden Kugelschalen bedin gen wieder die bereits geschilderten Nachteile.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Mängel und die Schaffung eines Rohrverzweigungsstük- kes, das bei günstigen Strömungsverhältnissen ein mini males Umrissmass aufweist und bei der Montage auf der Baustelle keine wesentlichen Schwierigkeiten bereitet.
Die Erfindung besteht darin, dass das Verzweigungs stück im Verschneidungsbereich der Rohrschenkel aus Mantelabschnitten von Kegeln, deren Spitzen auf einer gemeinsamen Geraden liegen, sowie aus zwei ebenflächi- gen Polygonen zusammengesetzt ist, deren verlängert gedachte Ebenen sich in der Geraden schneiden und de ren Seiten jeweils nach einer Kegelerzeugenden verlau fen.
Die beiden Polygone liegen also in gemeinsamen Tangentialebenen aller Kegel, und es sind somit aus- schliesslich nach einer Geraden verlaufende bzw. nur in einer Richtung gekrümmte Verschneidungslinien vor handen, so dass die Montage wesentlich vereinfacht ist und das etwaige Spannungsfreiglühen keine Schwierig keiten bereitet.
Da eine Mehrzahl kegeliger Mantel abschnitte verwendet wird, ist es möglich, für die Strö mung günstige Übergänge zu erreichen und starke Ein schnürungen im Verzweigungsbereich zu vermeiden. Darüber hinaus ergibt sich, da anstelle von Kugel schalen nunmehr ebenflächige Wandteile vorgesehen sind,
ein minimales Umrissmass des Verzweigungsstük- kes. Bei unter Tag verlegten Druckleitungen genügt da her für das Einbringen der Verzweigungsstücke ein ge ringerer Stollenausbruch. Die für die ebenflächigen Poly gone gegebenenfalls vorgesehenen Aussenversteifungen können ohne weiteres nachträglich auf der Baustelle aufgebracht werden, da wegen des Fehlens eines räum lichen Spannungszustandes kein Spannungsfreiglühen mehr notwendig ist.
Um eine zweiseitig symmetrische Ausführung zu erreichen, kann die Gerade, in der sich die Polygon ebenen schneiden bzw. auf der die Kegelspitzen ange ordnet sind, in der durch die Achsen der Rohrschenkel bestimmten Ebene liegen. Wenn die Kegel je zweier an- einanderstossender Mantelabschnitte eine gemeinsame gedachte Kugel tangieren, können sich hinsichtlich der Geometrie der Verschneidungslinien und hinsichtlich des Kräfteverlaufes günstige Verhältnisse ergeben.
Für die ebenflächigen Polygone können Aussenver steifungen in Form je eines mit druckfestem Material gefüllten Hohlkörpers vorgesehen sein. Diese Aussen versteifungen können die in der ebenen Zone frei wer denden Kräfte übernehmen und in ihrem Umriss der Kräfteverteilung im Polygonbereich angepasst sein, wer den aber zweckmässigerweise nicht als gekrümmte Scha len, sondern als ebenflächige Blechkörper mit Betonfül lung oder dgl. ausgebildet.
Die Aussenversteifungen kön nen an an sich bekannten, das Verzweigungsstück um- schliessenden Bügeln oder -dgl. und/oder an die Rohr schenkel durchquerenden Zugstäben verankert sein, auf die die Kräfte übertragen werden.
Dabei können die Zugstäbe bereits so weit in die Rohrschenkel verlegt werden, dass sie auch bei ungleichmässiger Beaufschla- gung der Auslaufrohrschenkel keine besonderen hydrau lischen Rückwirkungen mehr ergeben.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand bei spielsweise dargestellt, und zwar zeigen: Fig. 1 und 2 ein Rohrverzweigungsstück in Seiten- und Stirnansicht, Fig. 3 das gleiche Rohrverzweigungsstück mit ande rer Versteifung, und Fig. 4 ein Verzweigungsstück in Form eines soge nannten Hosenrohres in Ansicht, wobei die Aussenver steifung der besseren Übersicht halber weggelassen ist.
Das zwischen den Rohrschenkeln 1, 2, 3 liegende Verzweigungsstück besteht gemäss den Fig. 1 - 3 aus Mantelabschnitten 4 - 9 von Kegeln, deren Spitzen S5 SS auf einer gemeinsamen Geraden G liegen, sowie aus zwei ebenflächigen Polygonen 10, deren Ebenen sich in der Geraden G schneiden. Die Seiten der Polygone 10 verlaufen demnach jeweils nach einer Kegelerzeugenden. Die Kegel je zweier aneinander stossender Mantelab schnitte tangieren eine gemeinsame gedachte Kugel K.
Die Polygone 10 weisen eine Aussenversteifung in Form je eines mit druckfestem Material gefüllten Hohlkörpers 11 auf. Diese Aussenversteifungen bzw. Hohlkörper 11 sind gemäss Fig. 1 und 2 an das Verzweigungsstück um- schliessenden Bügeln 12, 13, 14 verankert. Die Veranke rung kann aber auch an einem Aussenring 12' und an zwei die Rohrschenkel 2, 3 durchquerenden Zugstäben 15 erfolgen, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.
Die Ausführungsvariante nach Fig. 4 unterscheidet sich von den Rohrverzweigungsstücken gemäss Fig. 1 bis 3 nur durch die symmetrische Anordnung der beiden Rohrschenkel 2, 2' und damit auch der Mantelabschnitte 4a, 4', 5a, 5' und 7a, 7'.
Die Bedingung, dass die Spitzen der den Mantelabschnitten zugeordneten Kegel, von de nen nur die Spitzen S4, und S5, dargestellt sind, auf einer gemeinsamen Geraden G liegen, die auch die Verschnei- dungslinie der Ebenen der Polygone 10 bildet, ist selbst verständlich wieder erfüllt, ebenso wie die Kegel je zweier aneinander stossender Mantelabschnitte eine gemein same gedachte Kugel K berühren.
Es wäre möglich, an Stelle einzelner Mantelabschnit te von Kegeln auch Zylindermantelabschnitte anzuord- nen. Diese Zylinder sind dann aber sinngemäss, als Kegel mit im Unendlichen liegender Spitze zu behandeln. Die Erfindung ist auch bei Rohrverzweigungsstücken mit mehr als zwei Auslaufrohrschenkeln anwendbar.