DE102004019246B3

DE102004019246B3 - Verbindungselement für ein Rohrsystem aus wenigstens zwei etwa koaxialen Leitungsrohren

Info

Publication number: DE102004019246B3
Application number: DE102004019246A
Authority: DE
Inventors: Dieter Bächle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-08-29
Filing date: 2004-04-16
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2024-04-17
Also published as: DE202004011633U1

Abstract

Bei einem Verbindungselement für ein Rohrsystem aus wenigstens zwei etwa koaxialen Leitungsrohren, von denen ein Leitungsrohr zum Führen eines Strömungsmediums - insbesondere eines gasartigen Strömungsmediums - ausgebildet sowie von einem Außenrohr größeren Durchmessers umgeben und in diesem koaxial durch das im Innenraum des Außenrohres etwa radial verlaufende - aus einem Drahtstrang als geschlossenes Element geformte - Verbindungselement (60) festgelegt ist, sind die beiden Enden (70) des Drahtstranges oder Verbindungselements (60) einander im Abstand benachbart. Das Verbindungselement (60) weist beidseits einer durch die Lage seiner Enden (70) bestimmten Symmetriegeraden (Q) zumindest jeweils einen dem Innenrohr zugeordneten inneren Knickbereich (62) auf, von dem jeweils zwei in einem Winkel (t) zueinander stehende Schenkelabschnitte (64) ausgehen; zumindest einer der Schenkelabschnitte (64) jedes Knickbereiches (62) schließt an einen teilkreisförmig gebogenen Abschnitt (66) an, welcher dem Außenrohr innenseitig anliegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement für ein Rohrsystem aus wenigstens zwei etwa koaxialen Leitungsrohren, von denen ein Leitungsrohr zum Führen eines Strömungsmediums – insbesondere eines gasartigen Strömungsmediums – ausgebildet sowie von einem Außenrohr größeren Durchmessers umgeben und in diesem koaxial durch das im Innenraum des Außenrohres etwa radial verlaufende draht- oder stabförmige Verbindungselement festgelegt ist nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein solches Verbindungselement offenbart die US 4,607,665 A . Deren aus einem Drahtstrang gebogenes und geschlossenes Verbindungselement ist von dreiecksförmiger Draufsicht; die drei Ecken greifen haltend in Durchbrüche des Außenrohres ein, wohingegen die Dreiecksseiten Tangenten zum Innenrohr bilden und diesem mit ihren mittleren Bereichen – in eine Umfangsrinne eingreifend – anliegen. Aus jedem dieser Bereiche ist ein U-förmiger Abschnitt – unter Bildung eines Paares von Knickstellen – herausgeformt, dessen äußeres Scheitelende der Innenfläche des Außenrohres anliegt. Dieses Verbindungselement muss seinen Rohren sehr genau angepasst werden und durchgreift zusätzlich das Außenrohr.

Der EP 0 257 272 A1 ist eine Vorrichtung zur Dämpfung radialer Stöße und Schwingungen eines runden Körpers gegenüber einem radialen Festlager zu entnehmen; zwischen dessen beiden Führungsringen ist mindestens ein wellenartig vorgeformter Dämpfungsring aus Federstahl vorgesehen, der neben der radialen Dämpfungswirkung auch eine radiale Zentrierung und eine Fixierung in axialer Richtung ermöglicht.

Desweiteren offenbart die US 2,714,395 A eine Vorrichtung mit wenigstens zwei durch eine Einsatzeinrichtung koaxial verbundenen Hohlprofilen, insbesondere mit aus Kunststoff geformten zylindrischen Hohlprofilen; zwischen dem Endbereich eines äußeren Rohres und eines koaxialen in jedes eingeschobenen inneren Rohres ist ein deren zylindrischen Zwischenraum ausfüllender Klemmring eingesetzt. Dieser Klemmring wird von einem verformbaren Band aus mehreren aneinandergelenkten Flachstegen gebildet, von denen – in Einbaulage radial verlaufende – Greifflansche abragen. Die Gelenkstellen der Flachstege schmiegen sich an die Innenfläche des äußeren Rohres an, die erwähnten Greifflansche erfassen klemmend das Innenrohr.

In Kenntnis dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, ein derartiges Rohrsystem dadurch zu verbessern, dass die zwischen den koaxialen Rohren gespannten Verbindungselemente sowohl eine Anpassung an die Rohre sowie deren koaxiale Ausrichtung ermöglichen als auch einen Festverbund zwischen den Rohren.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre des unabhängigen Anspruches; die Unteransprüche geben günstige Weiterbildungen an. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale.

Erfindungsgemäß sind die beiden Enden des Drahtstückes einander in Abstand benachbart. Das Verbindungselement weist zudem beidseits einer durch die Lage seiner Enden bestimmten Symmetriegeraden zumindest jeweils einen dem Innenrohr zugeordneten inneren Knickbereich auf, von dem jeweils zwei – in einem Winkel zueinander stehende – Schenkelabschnitte ausgehen; von denen ist zumindest einer an einen teilkreisförmig gebundenen Abschnitt angeschlossen, welcher dem Außenrohr innenseitig anliegt.

Auch liegt es im Rahmen der Erfindung, dass sich der erwähnte Winkel zur Außenseite des Verbindungselementes öff net und an den einen der Schenkelabschnitte in einem inneren Winkel ein Winkelschenkel anschließt, der als Endab schnitt des Verbindungselementes mit seiner Stirnfläche der Symmetriegeraden zugeordnet ist. So entstehen erfindungsgemäß drei gleichmäßig um die Kreiskontur verteilte innere Knickbereiche, die dem Innenrohr zugeordnet werden.

Von diesen liegt im übrigen ein innerer Knickbereich des Verbindungselementes in der genannten Symmetriegeraden. Letztere ist durch den Mittelpunkt einer Kreiskontur gelegt, welcher dem Innenrohr zugeordnete Knickbereiche des Verbindungselementes benachbart sind; diese Kreiskontur bestimmt der Querschnitt des Innenrohres.

Von erfindungsgemäßer Bedeutung ist auch die Größe der Winkel am Verbindungselement; der äußere Winkel liegt zwischen 115° und 120°, der innere Winkel bei 105°.

Das erfindungsgemäße Verbindungselement zeichnet sich durch drei dem Außenrohr anliegende Verbindungsbereiche aus, die jeweils durch zwei der äußeren Knickbereiche des Verbindungselements begrenzt sind. Zudem greift das Verbindungselement vorteilhafterweise sowohl im Außenrohr als auch im Innenrohr in einen von einer ringförmigen Ausformung gebildeten Rinnenraum bzw. in eine Einformung ein; zwischen deren Innenflächen wird das Verbindungselement gehalten.

Der Querschnitt jener ringartigen Einformung des Innenrohres entspricht bevorzugt etwa dem halben Querschnitt des Verbindungselementes. Der Rinnenraum des Außenrohres liegt in Einbaustellung in einer von der Einformung des Innenrohres bestimmten Radialebene und ist im Querschnitt gegensinnig zur Einformung gekrümmt.

Insgesamt ergibt sich ein die vom Erfinder gesehene Aufgabe in bestechender Weise lösendes Rohrsystem.

Weitebildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
1: eine Schrägsicht auf eine Rohreinheit mit zwei koaxialen Rohrelementen;
2. eine Schrägsicht auf ein Rohrknie eines Außenrohres mit im Kniebereich vorgesehenem Durchbruch für einen Rohrdeckel;
3: den vergrößerten Längsschnitt durch 2 mit einem – teilweise dargestellten – koaxial im Außenrohr festgelegten Innenrohr;
4: die gegenüber 3 vergrößerte Draufsicht auf ein zwischen den beiden Rohren angeordnetes Verbindungselement.
Eine Rohreinheit 10 weist nach 1 zum einen einen Bogenabschnitt 12 aus einem längsschnittlich winkelartigen Außenrohr 14 sowie einem mit diesem in seinem Innenraum 16 radial verbundenen und seinen aufwärts gerichteten Mündungsrand 18 überragenden koaxialen Innenrohr 20 auf; der obere Mündungsrand des Innenrohres 20 ist mit 22 bezeichnet. Zum anderen enthält diese Rohreinheit 10 einen – ebenfalls aus einem Außenrohr 24 und einem in dessen Innenraum 26 an dieses koaxial angefügten Innenrohr 28 bestehenden – Anschlussstutzen 30. Letzterer ist durch eine – seiner Längsachse A zugeordneten – Schnappschelle 32 an den Knie- oder Bogenabschnitt 12 angefügt. Im Innenrohr 20, 28 strömt beispielsweise ein Strömungsmittel von Heizungen od.dgl., der verbleibende – querschnittlich ringförmige – Innenraum 16, 26 des Außenrohres 14, 24 dient dazu der Kühlung.
Gemäß 2 ist ein Rohrknie 15 einer Wanddicke b von etwa 1 mm aus zwei – unter Zwischenschaltung eines zwickelartigen Knieabschnitts 17 – aneinandergeformten Rohrabschnitten 21, 21_a des Außendurchmessers d von etwa 120 mm einends mit einem radial nach außen abkragenden Muffenring 19 ausgestattet sowie unterhalb des Knieabschnittes 17 mit einer von der Rohrwand nach außen abragenden Rinnenausformung 34. Die Längsachsen B der Rohrabschnitte 21, 21_a verlaufen zueinander in nahezu rechtem Winkel.
An der Heckseite des Knieabschnittes 17 des Rohrknies 15 ist ein – von einem nach außen weisenden, mit einer inneren Ringnase 36 versehenen Kragen 38 umgebener – runder Durchbruch 40 des Innendurchmessers e vorgesehen, dessen Durchbruchsachse F mit den Längsachsen B der Rohrabschnitte 21, 21_a gleiche Winkel w₁ von etwa 45° einschließt. Auf einer – in der von den Längsachsen B bestimmten gemeinsamen Ebene E liegenden – Durchmessergeraden oder Diametralen D des Durchbruches 40 ragen von den Rohrabschnitten 21, 21_a äußere Formstege 42 auf, die zum Durchbruch 40 hin jeweils mit einer radialen Nase 44 versehen und dank dieser jeweils hakenartig ausgebildet sind. In 2, 3 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit ein den Durchbruch 40 schließender Deckel vernachlässigt.
3 verdeutlicht, dass jeder der Rohrabschnitte 21 bzw. 21_a mit einer oben beschriebenen Rinnenausformung 33 bzw. 34 versehen ist; deren Innenfläche begrenzt jeweils einen Rinnenraum 35, wobei an den Rinnenraum 35 im Rohrabschnitt 21 ein Abschnitt 21_z geringeren Außendurchmessers d₁ angrenzt, d.h. zwischen diesem Abschnitt 21_z und dem dazu axialen freien Rohrende besteht eine Ringstufe 23 der Breite a.
In den Rohrabschnitt 21 des Rohrknies 15 als Außenrohr bzw. dessen Innenraum 16 ist gemäß 3 ein Innenrohr 20_i des Außendurchmessers c von etwa 65 mm koaxial eingebracht. Dieses ist an seinem – hier links liegenden – eingescho benen Ende dank eines konisch nach außen geneigten Zwischenkragens 46 mit einem Endabschnitt 48 größeren Durchmessers versehen, aus dem ein Muffenring 50 herausgeformt ist.
Das Innenrohr 20_i weist an dem seinen Mündungsrand 22 fernen Ende des konischen Zwischenkragens 46 eine ringartige Einformung 52 auf, welche Abschnitte eines Drahtringes 60 als Feder- oder Verbindungselement aufnimmt, der sich anderseits im Rinnenraum 35 des Rohrabschnitts 21 abstützt; dieser Drahtring 60 ist aus einem Drahtabschnitt des beispielsweisen Durchmessers q von 2,5 mm so gebogen, wie dies 4 in Draufsicht verdeutlicht. Der Querschnitt des Drahtringes 60 bestimmt auch den Querschnitt jener Einformung 52, die etwa der Hälfte des Drahtquerschnitts entspricht.
Um einen in einer Symmetriegeraden Q liegenden Mittelpunkt M ist eine Kreiskontur K mit dem Durchmesser f gelegt, welche hier den Querschnitt durch den Boden der Einformung 52 skizziert. An diese Kreiskontur K grenzen drei – gleichmäßig um diese verteilte – Knickbereiche 62 als Scheitelpunkte jeweils zweier Schenkelabschnitte 64, die in einen Winkel t von etwa 115° bis 120° zueinander verlaufen und andernends an teilkreisförmig gebogene Abschnitte 66 anschließen; diese verlaufen in einem Abstand f₁ zur Kreiskontur K. Die in 4 oberen Schenkelabschnitte 64 gehen jeweils in einen zu ihnen in einem Winkel t₁ von hier 105 ° geneigten Endabschnitt 68 über, der sich linear oder leicht gekrümmt erstrecken kann. Die aneinanderliegenden Stirnflächen 70 der Endabschnitte 68 bestimmen u.a. die Lage jener Symmetriegeraden Q, die in 4 einen von den Stirnflächen 70 begrenzten Spalt 72 durchsetzt.
Mit 63 sind sechs äußere Knickbereiche bezeichnet, die jeweils den Übergang von den Schenkelabschnitten 64 zum gebogenen Abschnitt 66 bzw. zum Endabschnitt 68 bilden; diese Endabschnitte 68 und gebogenen Abschnitte 66 liegen in Ein baustellung der Innenfläche des Rinnenraumes 35 an; zwischen diesem und der Einformung 52 des Innenrohres 20_i , in welche die inneren Knickbereiche 62 eingreifen, ist der Drahtring 60 als geschlossenes Gebilde so verspannt, dass das Innenrohr 20_i im Rohrabschnitt 21 axial ausgerichtet und fixiert ist.
Nicht dargestellt ist, dass auch der Rohrabschnitt 21_a in beschriebener Weise fest mit einem Innenrohr 20_i verbunden sein kann, wobei beide Innenrohre 20_i durch ein – in ihrem Muffenring 50 festliegendes – Knierohr verbunden sind. Zudem sind in einer Ausgestaltung die Endabschnitte 68 bzw. ihre Stirnflächen 70 miteinander verklebt oder verschweißt.

Claims

Verbindungselement für ein Rohrsystem aus wenigstens zwei etwa koaxialen Leitungsrohren, von denen ein Leitungsrohr (20, 20_i , 28) zum Führen eines Strömungsmediums, insbesondere eines gasartigen Strömungsmediums, ausgebildet sowie von einem Außenrohr (14, 15) größeren Durchmessers umgeben und in diesem koaxial durch das im Innenraum (16, 26) des Außenrohres (14 , 15) etwa radial verlaufende draht- oder stabförmige Verbindungselement (60) festgelegt ist, wobei das Verbindungselement (60) aus dem Drahtstrang als geschlossenes Element geformt ist und mehrere Haltebereiche (62, 66, 68) aufweist, die als Gruppen mit unterschiedlichen Abständen zum Mittelpunkt (M) des Verbindungselementes (60) angeordnet sowie zum einen dem Außenrohr (14, 15) und zum anderen dem Innenrohr (20, 20_i , 28) zugeordnet sind, dem innere Knickbereiche (62) des Verbindungselements (60) anliegen, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Enden (70) des Verbindungselements (60) oder Drahtstranges einander in Abstand benachbart sind sowie das Verbindungselement (60) beidseits einer durch die Lage seiner Enden (70) bestimmten Symmetriegeraden (Q) zumindest jeweils einen dem Innenrohr (20_i ) zugeordneten inneren Knickbereich (62) aufweist, von dem jeweils zwei in einem Winkel (t) zueinander stehende Schenkelabschnitte (64) ausgehen, wobei zumindest einer der Schenkelabschnitte jedes Knickbereiches (62) an einen teilkreisförmig gebogenen Abschnitt (66) anschließt, welcher dem Außenrohr (14, 15) innenseitig anliegt.
Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Winkel (t) zur Außenseite des Verbindungselementes (60) öffnet und an den einen der Schenkelabschnitte (64) in einem inneren Winkel (t₁) ein Winkelschenkel anschließt, der als Endabschnitt (68) des Verbindungselementes mit seiner Stirnfläche (70) der Symmetriegeraden (Q) zugeordnet ist.
Verbindungselement nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch drei gleichmäßig um die Kreiskontur verteilte innere Knickbereiche (62).
Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein innerer Knickbereich (62) des Verbindungselementes (60) in dessen Symmetriegeraden (Q) liegt.
Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Symmetriegerade (Q) durch den Mittelpunkt (M) einer Kreiskontur (K) gelegt ist, welcher dem Innenrohr (20_i ) zugeordnete Knickbereiche (62) des Verbindungselementes (60) benachbart sind.
Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen äußeren Winkel (t) von 115° bis 120°.
Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen inneren Winkel (t₁) von 105°.
Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch drei dem Außenrohr (14, 15) anliegende, nach außen gebogene Abschnitte als Verbindungsbereiche (66, 66, 68), die jeweils durch zwei der äußeren Knickbereiche (63) des Verbindungselements (60) begrenzt sind.
Verbindungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (60) sowohl im Außenrohr (14, 15) als auch im Innenrohr (20, 20_i , 28) in einen von einer ringförmigen Ausformung (33, 34) gebildeten Rinnenraum (35) bzw. in eine Einformung (52) eingreift, zwischen deren Innenflächen das Verbindungselement gehalten ist.
Verbindungselement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der ringartigen Einformung (52) des Innenrohres (20, 20_i , 28) etwa dem halben Querschnitt des Verbindungselementes (60) entspricht.
Verbindungselement nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Rinnenraum (35) des Außenrohres (14, 15) in Einbaustellung in einer von der Einformung (52) des Innenrohres (20, 20_i , 28) bestimmten Radialebene liegt und im Querschnitt gegensinnig zur Einformung gekrümmt ist (3).