-
Die
Erfindung betrifft einen Segmentbogen nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1, der zumindest zwei miteinander verbindbare Segmentteile aufweist,
von denen ein erstes Segmentteil einen aufgeweiteten Endbereich
als Aufnahmeende und ein zweites Segmentteil einen aufgeweiteten
Endbereich als Einsteckende aufweist, so dass die zumindest zwei
Segmentteile in einer Endmontageposition miteinander verbindbar
sind.
-
Die
FR 1 033 750 offenbart ein
Verfahren zur Herstellung eines mit Gelenken versehenen Rohres, um
während
der Montage unterschiedliche Bögen herstellen
zu können.
Zwei miteinander zu verbindende Segmente werden mittels Flanschen
aufeinander gelegt. Ein einteiliger Ring, welcher Zähne aufweist,
ist zur Verbindung vorgesehen. Mittels eines durch zu ziehenden
Hilfsmittels wird der Rohrdurchmesser auf seinen erforderlichen
Betrag erweitert, so dass sich die Flansche in den Ring hineindrücken.
-
Die
FR 2 718 214 befasst sich
mit einer Klemmvorrichtung, um z. B. Abgasrohre eines Verbrennungsmotors
miteinander zu verbinden. Ein erstes Segmentteil hat einen aufgeweiteten
Endbereich als Aufnahmeende. Ein zweites Segmentteil hat einen ringförmigen Endbereich
als Einsteckende, wobei an dem ringförmigen Endbereich ein Flanschfortsatz
angeordnet ist. Der Endbereich des ersten Segmentteils als Aufnahmeende
und der Endbereich des zweiten Segmentteils als Einsteckende sind
so ausgeführt,
dass das Einsteckende, mittels des Flanschfortsatzes in das Aufnahmeende
eingreift. Mit einem die Endbereiche übergreifenden Verbindungselement
sind die beiden Segmentteile miteinander verbindbar.
-
Bekannte
Segmentbögen
werden aus geraden Rohrabschnitten zusammengesetzt, die an ihren jeweiligen
Verbindungsenden einen Schrägschnitt aufweisen.
Die beiden mit dem Schrägschnitt
versehenen Enden werden bekannter weise aneinander gesetzt und stoffschlüssig, vorzugsweise
schweißtechnisch
miteinander dicht verbunden. So entstehen aus geraden Rohrabschnitten
Rohrbögen,
welche jeweils eine erforderliche Gradzahl aufweisen. Bekannt ist,
so Segmentbögen
z. B. mit 45° oder
90° herzustellen,
um nur einige Gradzahlen zu nennen.
-
Bekannt
sind aber auch Segmentbögen
mit aufgeweiteten Enden an zugeordneten Enden der zumindest zwei
Segmentteile, die ineinander gesteckt werden und in einer Vormontageposition
zueinander verdrehbar sind. Natürlich
weisen die zugeordneten Enden der zumindest zwei Segmentteile ebenfalls
einen Schrägschnitt
auf. In einer Endmontageposition ist die Steckverbindung aber undicht,
so dass die beiden zu verbindenden Segmentteile mittels einer zusätzlichen
Dichtung bzw. Dichtvorrrichtung abgedichtet werden müssen. Dieses
System ist äußerst kostenintensiv.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Segmentbogen der Eingangs
genannten Art mit einfachen Mitteln so zu verbessern, dass ein einstellbarer
Segmentbogen erreicht werden soll, der ohne zusätzliche Dichtungen hinreichend
dicht ist.
-
Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch einen Segmentbogen mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst,
wobei das Aufnahmeende einen sich konisch verändernden, bevorzugt erweiternden Endbereich
und das Einsteckende einen sich konisch verändernden, bevorzugt verjüngenden
Endbereich hat, die so ausgeführt
sind, dass die zumindest zwei Segmentteile in einer Vormontageposition,
in welcher das Einsteckende in das Aufnahmeende eingreift, in ihrer
Winkelposition zueinander einstellbar sind, wobei das Einsteckende
und/oder das Aufnahmeende einen Schrägschnitt aufweist, die bevorzugt
einen gleichen Winkelbetrag haben, und dass die beiden Enden von
einem Verbindungselement so umfasst sind, dass die zumindest zwei
Segmentteile bei einer Betätigung
des Verbindungselementes in ihre Endmontageposition geführt werden,
wobei die beiden Endbereiche selbst dichtend aneinander liegen.
-
Natürlich liegt
es im Sinne der Erfindung, wenn das Aufnahmeende einen sich konisch
verändernden,
bevorzugt verjüngenden
Endbereich und das Einsteckende einen sich konisch verändernden, bevorzugt
erweiternden Endbereich hat.
-
Vorteilhafter
Weise wird mit der Erfindung ein Segmentbogen zur Verfügung gestellt,
dessen Segmentteile in der Endmontageposition metallisch dichtend
bzw. selbst dichtend miteinander verbunden sind. Vorzugsweise bestehen
die Segmentteile aus einem metallischen Werkstoff, z. B. Edelstahl.
Durch diese Dichtungsart kann auf eine zusätzliche, kostenintensive Dichtung
bzw. Dichtvorrichtung verzichtet werden. Gleichzeitig sind die zumindest
zwei Segmentteile in der Vormontageposition relativ zueinander verdrehbar.
Beispielsweise könnte
ein aus drei Segmentteilen zusammengesetzter Segmentbogen mit einem
Betrag von 90° stufenlos
bis zu einem geraden Rohrstück
verdreht werden.
-
Um
zu erreichen, dass die beiden miteinander verbundenen Segmentteile
metallisch dichtend bzw. selbst dichtend miteinander verbindbar
sind, ist es günstig
im Sinne der Erfindung, wenn der bevorzugt sich konisch verjüngende Endbereich
des Einsteckendes einen Kegelwinkelbetrag aufweist, welcher bevorzugt
gleich dem korrespondierenden Kegelwinkelbetrag des sich vorzugsweise
konisch erweiternden Endbereiches des Aufnahmeendes ist, wobei beide
Kegelwinkel entgegengesetzt orientiert bzw. gegenläufig sind.
-
Sowohl
in der Vormontageposition als auch in der Endmontageposition liegen
die beiden konisch ausgeführten
Bereiche aneinander, wobei zweckmäßiger Weise vorgesehen ist,
dass ein Innenumfang des Aufnahmeendes den entsprechenden Kegelwinkel
und ein Außenumfang
des Einsteckendes den dazu korrespondierenden, aber gegenläufigen Kegelwinkel
aufweist. In der Endmontageposition ergibt sich dadurch vorteilhaft
im Überlappungsbereich
der beiden Enden eine in Umfangsrichtung gesehen durchgehende Berührungsfläche, welche
die metallisch dichtende bzw. selbst dichtende Verbindung bewirkt.
-
Damit
die beiden Enden leicht in einander steckbar sind, ist es günstig im
Sinne der Erfindung, wenn zumindest das Aufnahmeende einen sich
bezogen auf eine Mittelachse schräg von dieser weggerichteten Übergangsabschnitt
aufweist, der in den Endbereich mündet. Vorzugsweise weist auch
das Einsteckende einen solchen schräg von der Mittelachse des entsprechenden
Segmentteils weggerichteten Übergangsabschnitt
auf. Damit erweitern sich beide Segmentteile zunächst im Wesentlichen konzentrisch,
wobei der jeweils schräge Übergangsabschnitt
in den jeweils sich konisch verändernden
Endbereich übergeht.
-
Durch
die beiden Übergangsabschnitte
werden vorteilhaft Flanken gebildet, an welchen das Verbindungselement
angreifen kann. Das Verbindungselement ist in bevorzugter Ausgestaltung
als Schelle ausgeführt.
In weiter bevorzugter Ausführung
ist die Schelle als offener Ring im Querschnitt gesehen U-förmig mit
einem Basisschenkel und zwei U-Schenkeln ausgebildet. In weiter
bevorzugter Ausführung
weist die Schelle Betätigungsmittel
auf, welche die beiden einander gegenüber liegenden Stöße der Schelle
miteinander verbindet, die in Ruheposition genügend weit voneinander entfernt
sind. Mit Betätigung
der Betätigungsmittel
werden die beiden voneinander entfernten Stöße aufeinander zu gezogen,
so dass sich der lichte Durchmesser der Schelle verringert. Möglich ist
aber auch, dass ein Endbereich der Schelle einen schmaleren Basissteg
aufweist, so dass dieser Endbereich in den etwas breiteren Endbereich
der Schelle überlappend
einziehbar ist. Die beiden Segmentteile sind gleichmäßig in ihre Endmontageposition überführbar.
-
Befinden
sich die beiden Enden (Aufnahmeende, Einsteckende) in ihrer Vormontageposition, in
welcher beide Enden etwas ineinander greifen, können beide Segmentteile relativ
zueinander verdreht bzw. auf den erforderlichen Montagewinkel eingestellt
werden. Vorher kann bereits das Verbindungselement bzw. die Schelle
um die zu verbindenden Segmentteile gelegt werden, was natürlich auch nach
der Einstellung geschehen kann. Die Schelle liegt mit den freien
Enden der U-Schenkel an den zugeordneten Flanken der beiden zu verbindenden Segmentteile
an. Durch Betätigung
der Betätigungsmittel
zieht sich die Schelle zusammen, wodurch sich der lichte Durchmesser
der Schelle verringert. Durch diese Reduzierung des Durchmessers
wird eine Zugspannung erzeugt, so dass die U-Schenkel auf die Flanken
einwirken. Somit werden die beiden Endbereiche der Segmentteile gleichmäßig axial
in einander gepresst, so dass diese metallisch dichtend bzw. selbst
dichtend miteinander verbunden sind.
-
Insgesamt
wird damit eine hinreichend (metallisch) dichte Verbindung der beiden
Segmentteile zueinander geschaffen, bei der auf zusätzliche
Dichtvorrichtungen verzichtet werden kann. In der Vormontageposition
sind die beiden Segmentteile zudem noch in der gewünschten
Bauteillage einstellbar. Sollen die beiden Segmentteile einmal voneinander getrennt
werden, muß die
Schelle lediglich durch Betätigung
der Betätigungsmittel
gelöst
werden, so dass die beiden Segmentteile aus ihrer Endmontageposition
gezogen werden können.
Dies ist möglich, da
die beiden gegenläufigen
Kegelwinkel einen jeweils geeigneten Betrag aufweisen, der bevorzugt
so bemessen ist, dass die eingestellte, gewünschte Bauteillage in der Vormontageposition
durch Reibschluss aufrechterhalten wird, und in der Endmontageposition
den metallisch dichtenden bzw. selbst dichtenden Effekt bewirkt,
aber dennoch ein Trennen der beiden Segmentteile ermöglicht.
-
Natürlich können Segmentbögen auch
mehr als zwei Segmentteile aufweisen. Die Erfindung umfasst daher
auch Segmentbögen
mit mehr als zwei Segmentteilen. Selbstverständlich kann die Erfindung auch
auf miteinander zu verbindende Rohrabschnitte angewendet werden,
welche keinen Segmentbogen ergeben sollen.
-
Als
selbst dichtende bzw. metallisch dichtende Verbindung wird im Sinne
der Erfindung eine Verbindung angesehen, bei welcher die beiden
Verbindungspartner über
eine Berührungsfläche zur
Anlage gebracht werden, die sich sowohl in axialer Richtung über annähernd den
jeweils gesamten, sich konisch gegenläufig verändernden Endbereich erstreckt
als auch in radialer Richtung durchgehend ausgebildet ist. Von daher
liegt es durchaus im Sinne der Erfindung auch Segmentbögen aus
anderen Werkstoffen als Metall herzustellen, die dann entsprechend
selbst dichtend miteinander verbunden sind.
-
Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und
der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen
-
1 einen
Segmentbogen in einer perspektivischen Ansicht, und
-
2 einen
Ausschnitt aus dem Segmentbogen aus 1.
-
In
den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben
Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben
werden.
-
1 zeigt
einen Segmentbogen 1, der zwei Segmentteile 2, 3 aufweist,
die beispielhaft aus einem metallischen Werkstoff, z. B. aus einem
Edelstahl gebildet sind. Ein erstes Segmentteil 2 weist
einen aufgeweiteten Endbereich 4 als Aufnahmeende 6 auf,
wobei ein zweites Segmentteil 3 einen aufgeweiteten Endbereich 7 als
Einsteckende 8 aufweist.
-
Das
Aufnahmeende 6 hat in der dargestellten bevorzugten Ausgestaltung
einen sich konisch erweiternden Endbereich 4. Das Einsteckende 8 hat in
der dargestellten bevorzugten Ausgestaltung einen sich konisch verjüngenden
Endbereich 7. Der sich erweiternde Kegelwinkel des Aufnahmeendes 6 ist
an dessen Innenwand angeordnet, wobei der sich verjüngende Kegelwinkel
an dem Außenumfang
des Einsteckendes 8 angeordnet ist.
-
In 2 ist
eine Endmontageposition 9 dargestellt, in der die beiden
Endbereiche 4 und 7 metallisch dichtend aneinander
liegen. Die Kegelwinkel der konisch verlaufenden Endbereiche 4 und 7 weisen
bevorzugt einen gleichen Betrag auf, sind aber gegenläufig. Ein Überlappungsbereich
der beiden Endbereiche 4, 7 ist derart ausgeführt, dass
diese über
eine Berührungsfläche zur
Anlage gebracht werden, die sich sowohl in axialer Richtung über annähernd den
jeweils gesamten, sich konisch gegenläufig verändernden Endbereich 4 bzw. 7 erstreckt als
auch in radialer Richtung durchgehend ausgebildet ist.
-
Das
Aufnahmeende 6 weist einen bezogen auf eine Mittellängsachse
X des ersten Segmentteils 2 schräg verlaufenden Übergangsabschnitt 11 auf, der
in den Endbereich 4 mündet.
Auch das Einsteckende 8 weist einen bezogen auf die Mittellängsachse
X1 des zweiten Segmentteils 3 schräg verlaufenden Übergangsabschnitt 12 auf.
Durch die beiden Übergangsabschnitte 11, 12 erweitern
sich beide Segmentteile 2, 3 bezogen auf die jeweilige
Mittellängsachse
X bzw. X1 zunächst
im Wesentlichen konzentrisch, wobei diese dann in die jeweiligen
Endbereiche 4 bzw. 7 übergehen.
-
Die Übergangsabschnitte 11 bzw. 12 bilden jeweils
Flanken 14, 16, an denen sich ein Verbindungselement 13 anlegen
kann. Das Verbindungselement 13 ist als Schelle ausgeführt, und
wird im Folgenden als solche bezeichnet.
-
Die
Schelle 13 ist im Querschnitt gesehen U-förmig mit
einem Basissteg 17 und zwei U-Schenkeln 18 ausgeführt. Die
Schelle 13 ist als geöffneter Ring
ausgeführt,
dessen freie Stöße zueinander
in einer Ruheposition genügend
weit zueinander beabstandet bzw. entfernt sind. Den freien Stößen sind Betätigungsmittel
zugeordnet, welche die freien Stöße bei Betätigung des
Betätigungsmittels
aufeinander zu ziehen wodurch sich die Schelle 13 zusammenzieht,
bzw. ihren lichten Innendurchmesser verringert. Natürlich können die
Betätigungsmittel
auch ein Öffnen
der Schelle 13 bewirken, wenn die Schelle 13 zusammengezogen
ist.
-
In
einer nicht dargestellten Vormontageposition sind die beiden Segmentteile 2, 3 genügend, vorzugsweise
um jeweils ca. 20% oder mehr der Länge des jeweiligen Endbereiches 4 bzw. 7 zusammen
geschoben bzw. ineinander gesteckt. Die konusförmigen Endbereiche 4 bzw. 7 liegen
so aneinander an, dass die Segmentteile 2, 3 in
ihrer Winkelposition zueinander in eine gewünschte Bauteillage einstellbar bzw.
relativ zueinander verdrehbar sind. Vor der Einstellung der gewünschten
Bauteillage kann die Schelle 13 um die beiden Segmentteile 2, 3 gelegt werden,
so dass freie Enden der U-Schenkel 18 in Richtung zu den
Segmentteilen 2, 3 bzw. dessen Flanken 14, 16 weisen.
-
Ist
die gewünschte
Bauteillage der beiden Segmentteile 2, 3 zueinander
eingestellt, wird die Schelle 13 so ausgerichtet, dass
die freien Enden der U-Schenkel 18 in Richtung zu den Flanken 14, 16 weisen.
Durch Betätigung
des Betätigungsmittels, welches
ein einfaches Schloss sein kann, gelangen die freien Enden der U-Schenkel 18 in
Kontakt mit den Flanken 14, 16. Die Schelle 13 verringert
bei Betätigen
des Betätigungsmittels
ihren lichten Durchmesser weiter, so dass Zugspannungen entstehen. Die
U-Schenkel 18 wirken auf die Flanken 14, 16 und pressen
dabei die beiden Segmentteile 2, 3 über ihre Endbereiche 4, 7 axial
gleichmäßig zusammen,
so dass diese in der Endmontageposition 9 metallisch dichtend
miteinander so verbunden sind, dass auf weitere Dichtvorrichtungen
verzichtet werden kann.
-
Günstiger
Weise weist das Aufnahmeende 6 den sich konisch erweiternden
Endbereich 4 und das Einsteckende 8 den sich konisch
verjüngenden
Endbereich 7 auf, die so ausgeführt sind, dass die zumindest
zwei Segmentteile 2, 3 in einer Vormontageposition,
in welcher das Einsteckende 8 in das Aufnahmeende 6 eingreift,
in ihrer Winkelposition zueinander einstellbar sind, und dass die
beiden Enden 6, 8 von dem Verbindungselement bzw.
der Schelle 13 so umfasst sind, dass die zumindest zwei
Segmentteile 2, 3 bei einer Betätigung der
Schelle 13 in ihre Endmontageposition 9 geführt werden,
wobei die beiden Endbereiche 4, 7 bzw. die zumindest
zwei Segmentteile 2, 3 metallisch dichtend aneinander
liegen.
-
Vorteilhafter
Weise wird mit der Erfindung ein Segmentbogen 1 zur Verfügung gestellt,
dessen Segmentteile 2, 3 in der Endmontageposition 9 metallisch
dichtend miteinander verbunden sind. Durch diese Dichtungsart kann
auf eine zusätzliche,
kostenintensive Dichtung verzichtet werden. Gleichzeitig sind die
zumindest zwei Segmentteile 2, 3 in der Vormontageposition
relativ zueinander verdrehbar. Beispielsweise könnte ein aus drei Segmentteilen
zusammengesetzter Segmentbogen mit einem Betrag von 90° stufenlos
bis zu einem geraden Rohrstück verdreht
werden.
-
- 1
- Segmentbogen
- 2
- erstes
Segmentteil
- 3
- zweites
Segmentteil
- 4
- Endbereich
v. 2
- 5
-
- 6
- Aufnahmeende
- 7
- Endbereich
v. 3
- 8
- Einsteckende
- 9
- Endmontageposition
- 10
-
- 11
- Übergangsabschnitt
an 2
- 12
- Übergangsabschnitt
an 3
- 13
- Verbindungselement
- 14
- Flanke
an 2
- 15
-
- 16
- Flanke
an 3
- 17
- Basissteg
- 18
- U-Schenkel