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Die
Erfindung betrifft einen Rohrbogen aus Gussmaterial als Bestandteil
eines Rohrstrangs zum Transport von abrasiven Medien gemäß den
Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein
derartiger Rohrbogen zählt durch die
DE 38 14 034 C2 zum Stand
der Technik. Er dient in Verbindung mit weiteren Rohrbögen
oder mit geraden Förderrohren dazu, abrasive Medien, wie
zum Beispiel Sande, Kiese oder Beton, zu transportieren. Seine Standzeit
während des praktischen Einsatzes ist dadurch verlängert
worden, dass die Dicke der Rohrwand über die gesamte Bogenlänge
von dem dem Krümmungsmittelpunkt radial zugewandten inneren
Bogenbereich aus in beide Umfangsrichtungen bis zum radial abgewandten äußeren
Bogenbereich gleichmäßig zunimmt. Am Außenumfang
beider Bogenenden sind Kupplungsflansche vorgesehen, über
die sowie schalenartige Kupplungsglieder mit innenliegenden Dichtungen
zwei Rohrbögen oder ein Rohrbogen mit geraden Förderrohren
zug- und druckfest sowie mediendicht verbunden werden können.
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Ferner
zählt zum Stand der Technik der Offenbarungsgehalt der
DE 197 37 055 C1 .
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Die
in der Praxis gewonnenen Erkenntnisse beim Einsatz der bekannten
Rohrbögen zeigen, dass der Verschleiß im Bereich
der äußeren Bogenbereiche aufgrund der Fliehkräfte
der transportierten Medien unterschiedlich stark ist. Von daher
betrachtet ist die Ausbildung der bekannten Rohrbögen mit
einem materialintensiven Aufwand verbunden.
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Der
Erfindung liegt – ausgehend vom Stand der Technik – die
Aufgabe zugrunde, einen Rohrbogen zu schaffen, bei welchem der Verschleißwiderstand
dem unterschiedlich starken Verschleiß über die
Bogenlänge bei optimalen Materialeinsatz für den Rohrbogen
wirtschaftlicher angepasst werden kann.
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Die
Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den
Merkmalen des Anspruchs 1.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Grundgedankens
bilden Gegenstand der Ansprüche 2 bis 19.
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Die
Praxis hat erkannt, dass der Verschleiß eines Rohrbogens
in dem dem Krümmungsmittelpunkt abgewandten äußeren
Bogenbereich sehr unterschiedlich ist. Er ist auf jeden Fall am
ausströmseitigen Bogenende größer als
am einströmseitigen Bogenende. Dieser Erkenntnis wird jetzt
durch die Kombination mehrerer Merkmale Rechnung getragen. Dazu
sind zunächst neben den an den Bogenenden vorgesehenen
Kupplungsflanschen zumindest in die äußere Oberfläche
des äußeren Bogenbereichs Kupplungsnuten eingearbeitet,
um ein einwandfreies Ansetzen der Kupplungsschalen zu ermöglichen. Des
Weiteren ist die Dicke der Rohrwand im äußeren Bogenbereich
am einströmseitigen Bogenende kleiner als am ausströmseitigen Bogenende
bemessen. Die Dicke der Rohrwand zwischen den Bogenenden hängt
dann von dem jeweiligen Einsatzfall ab.
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Diese
Maßnahmen tragen dazu bei, dem Verschleiß eines
Rohrbogens mit einem örtlich gezielt vorgesehenen Verschleißwiderstand
wirksam zu begegnen und bei geringstmöglichem Materialeinsatz
hierbei ein Optimum zu erreichen.
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Aus
Erfahrungen der Praxis hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn
die Dicke der Rohrwand im äußeren Bogenbereich
von der einströmseitigen Kupplungsnute aus bis etwa zur
Bogenmitte zunimmt und danach bis zu der ausströmseitigen
Kupplungsnute wieder abnimmt.
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Es
ist nach der Erfindung möglich, dass die äußere
Oberfläche des einströmseitigen Kupplungsflansches
in radialer Richtung über die benachbarte äußere
Oberfläche des äußeren Bogenbereichs
vorsteht. Der Kupplungsflansch sollte jedoch vorzugsweise über
den gesamten Umfang der äußeren Oberfläche
des einströmseitigen Bogenendes vorstehen.
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Von
Vorteil ist es ferner im Hinblick auf eine korrekte Kupplung zweier
Rohrbögen oder eines Rohrbogens mit einem Förderrohr,
dass der Abstand der äußeren Oberfläche
des ausströmseitigen Kupplungsflansches zur neutralen Mittellängsachse
des Rohrbogens kleiner als der Abstand der benachbarten äußeren
Oberfläche des äußeren Bogenbereichs zur
Mittellängsachse bemessen ist.
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Am
ausströmseitigen Bogenende ist zweckmäßig
in eine innere umfangsseitige Ausnehmung ein Schleißring
eingebettet.
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Die
Wanddicke des Schleißrings kann von dem dem Krümmungsmittelpunkt
des Rohrbogens radial zugewandten inneren Wandabschnitt aus in beide
Umfangsrichtungen zum radial abgewandten äußeren
Wandabschnitt hin zunehmen. Die Wanddicke hat somit einen exzentrischen
Verlauf.
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Denkbar
ist aber auch, dass in eine innere umfangsseitige Ausnehmung des
ausströmseitigen Bogenendes ein Schleißring mit über
seinen Umfang konstant bleibender Wanddicke eingebettet ist.
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Die
Länge des Schleißrings am ausströmseitigen
Bogenende kann gleich oder größer als die Breite
des Kupplungsflansches am ausströmseitigen Bogenende bemessen
sein.
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Ferner
kann die Länge des Schleißrings am ausströmseitigen
Bogenende gleich oder größer als die Breite des
Kupplungsflansches am ausströmseitigen Bogenende zuzüglich
der Breite des Nutengrunds der benachbarten Kupplungsnute bemessen ist.
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Die
Länge des Schleißrings am ausströmseitigen
Bogenende kann außerdem gleich oder größer als
die Breite des Kupplungsflansches am ausströmseitigen Bogenende
zuzüglich der anderthalbfachen Breite des Nutengrunds der
benachbarten Kupplungsnute bemessen ist
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Am
einströmseitigen Bogenende kann in einer inneren umfangsseitigen
Ausnehmung ein Schleißring mit über seinen Umfang
konstant bleibender Wanddicke vorgesehen sein.
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Vorstellbar
ist ferner, dass dieser Schleißring von dem dem Krümmungsmittelpunkt
des Rohrbogens radial zugewandten inneren Wandabschnitt aus in beide
Umfangsrichtungen zum radial abgewandten äußeren
Wandabschnitt hin zunimmt. Auch hierbei handelt es sich dann um
einen hinsichtlich der Wanddicke exzentrischen Schleißring.
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Im äußeren
Bogenbereich ist es unter Umständen von Vorteil, wenn die
Dicke der Rohrwand umfangsseitig des einströmseitigen Schleißrings
neben der der einströmseitigen Stirnseite abgewandten Schulter
der Kupplungsnute kleiner als die Dicke umfangsseitig des ausströmseitigen
Schleißrings neben der der ausströmseitigen Stirnseite
abgewandten Schulter der Kupplungsnute bemessen ist.
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Die
Dicke der Rohrwand in dem dem Krümmungsmittelpunkt zugewandten
inneren Bogenbereich kann über die innere Bogenlänge
zwischen den Schleißringen konstant bleiben.
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Im
Hinblick auf den Verschleiß in einem Rohrbogen ist es jedoch
vorteilhafter, dass die Dicke der Rohrwand in dem dem Krümmungsmittelpunkt zugewandten
inneren Bogenbereich neben dem einströmseitigen Schleißring
größer als die Dicke neben dem ausströmseitigen
Schleißring bemessen ist. Die Dicke kann kontinuierlich
oder abschnittsweise abnehmen.
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Unter
Beachtung des in einem Rohrbogen eintretenden Verschleißes
ist es von Vorteil, dass der Schleißring am einströmseitigen
Bogenende kürzer als der Schleißring am ausströmseitigen
Bogenende bemessen ist.
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Die
Schleißringe sind bevorzugt in die Bogenenden eingeklebt.
Mittels eines entsprechend geeigneten Klebstoffes würden
dann auch etwaige innenliegende Poren verschlossen.
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Ein
Richtungspfeil an der äußeren Oberfläche
des äußeren Bogenbereichs erleichtert den ordnungsgemäßen
Einbau in einen Rohrstrang.
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Schließlich
ist es erfindungsgemäß noch von Vorteil, dass
die den Kupplungsflanschen benachbarten Schultern der Kupplungsnuten
sich radial erstrecken und die den Kupplungsflanschen abgewandten
Schultern in Richtung zur Bogenmitte ansteigend verlaufen. Auf diese
Weise sind die Kupplungsschalen zwischen zwei Rohrbögen
oder zwischen einem Rohrbogen und einem Förderrohr einfacher
zu montieren.
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Die
Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen veranschaulichten
Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
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1 Einen
Rohrbogen in der Stirnansicht gemäß dem Pfeil
I der 2;
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2 einen
vertikalen Längsschnitt durch den Rohrbogen der 1 entlang
der Linie II-II in Richtung der Pfeile IIa gesehen;
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3 einen
Querschnitt durch die Darstellung der 2 entlang
der Linie III in Richtung des Pfeils IIIa gesehen;
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4 einen
Querschnitt durch die Darstellung der 2 entlang
der Linie IV in Richtung des Pfeils IVa gesehen;
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5 einen
Querschnitt durch die Darstellung der 2 entlang
der Linie V in Richtung des Pfeils Va gesehen;
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6 einen
Querschnitt durch die Darstellung der 2 entlang
der Linie VI in Richtung des Pfeils VIa gesehen;
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7 einen
Querschnitt durch die Darstellung der 2 entlang
der Linie VII in Richtung des Pfeils VIIa gesehen und
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8 bis 10 jeweils
einen Längsschnitt durch einen Rohrbogen entsprechend der
Darstellung der 2 gemäß drei
weiteren Ausführungsformen.
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In
den 1 und 2 ist mit 1 ein 90°-Rohrbogen
aus Gussmaterial bezeichnet, der in einen nicht näher dargestellten
Rohrstrang zum Transportieren von abrasiven Medien, wie zum Beispiel
Kiese, Sande oder Beton eingegliedert werden kann. Die Transportrichtung
der Medien ist in der 2 mit dem Pfeil TR angegeben.
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Zur
Kupplung des Rohrbogens 1 mit weiteren Rohrbögen
oder mit geraden Förderrohren sind sowohl am einströmseitigen
Bogenende 2 als auch am ausströmseitigen Bogenende 3 umfangsseitige Kupplungsflansche 4 vorgesehen.
Neben den Kupplungsflanschen 4 befinden sich Kupplungsnuten 5 in dem
dem Krümmungsmittelpunkt 6 des Rohrbogens 1 abgewandten äußeren
Bogenbereich 7. Die Kupplungsnuten 5 besitzen
den Kupplungsflanschen 4 benachbarte, sich radial erstreckende
Schultern 8 und den Kupplungsflanschen 4 abgewandte
Schultern 9, die in Richtung zur Bogenmitte 10 ansteigend
verlaufen.
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Es
ist zu erkennen, dass die äußere Oberfläche 26 des
einströmseitigen Kupplungsflansches 4 in radialer
Richtung über die benachbarte Oberfläche 27 des äußeren
Bogenbereichs 7 vorsteht.
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Der
Abstand A der äußeren Oberfläche 28 des
ausströmseitigen Kupplungsflansches 4 zur Mittellängsachse 14 ist
kleiner als der Abstand A1 der benachbarten äußeren
Oberfläche 29 des äußeren Bogenbereichs 7 zur
Mittellängsachse 14 bemessen.
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In
eine von der Stirnseite 25 ausgehende innere umfangsseitige
Ausnehmung 11 am einströmseitigen Bogenende 2 ist
ein Schleißring 12 eingebettet, dessen Wanddicke
WD über den gesamten Umfang konstant bleibt.
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Wie
bei gemeinsamer Betrachtung der 2 und 3 ersichtlich,
bleibt die Dicke D der Rohrwand RW neben der Kupplungsnute 5 im
Bereich des einströmseitigen Bogenendes 2 von
dem sich in der Mittellängsebene MLE erstreckenden, dem
Krümmungsmittelpunkt 6 des Rohrbogens 1 zugewandten inneren
Bogenbereich 13 ausgehend, über den gesamten Umfang
bis zu dem sich ebenfalls in der Mittellängsebene MLE erstreckenden,
dem Krümmungsmittelpunkt 6 abgewandten äußeren
Bogenbereich 7 im Wesentlichen konstant.
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Ausweislich
der 2, 4 und 5 wächst
die Dicke D der Rohrwand RW in dem dem Krümmungsmittelpunkt 6 abgewandten äußeren
Bogenbereich 7 von der einströmseitigen Kupplungsnute 5 aus
bis etwa zur Bogenmitte 10. Danach nimmt die Dicke D der
Rohrwand RW (siehe 6 und 7) in Richtung
zum ausströmseitigen Bogenende 3 wieder ab. Hierbei
ist festzuhalten, dass die Dicke D der Rohrwand RW am einströmseitigen
Bogenende 2 kleiner ist als am ausströmseitigen
Bogenende 3.
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Was
den dem Krümmungsmittelpunkt 6 zugewandten inneren
Bogenbereich 13 anlangt, so lassen die 2 bis 7 erkennen,
dass die Dicke D1 der Rohrwand RW vom einströmseitigen
Bogenende 2 aus über etwa die Hälfte
der Bogenlänge BL (in der neutralen Achse 14 des
Rohrbogens 1 betrachtet) abnimmt und dann bis zum ausströmseitigen
Bogenende 3 konstant bleibt.
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Die
Dicke D2 der Rohrwand RW in den zwischen
dem inneren Bogenbereich 13 und dem äußeren
Bogenbereich 7 liegenden, in Umfangsrichtung UR um etwa
90° versetzten seitlichen Bogenbereichen 15 bleibt,
wie die 3 bis 7 zeigen, über die
gesamte Bogenlänge BL konstant.
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Die
vorstehend geschilderten Querschnittsänderungen der Rohrwand
RW des Rohrbogens 1 über die Bogenlänge
BL sind rein figürlich mit aller Klarheit aus den 2 bis 7 erkennbar.
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In
eine innere umfangsseitige Ausnehmung 16 des ausströmseitigen
Bogenendes 3 ist ebenfalls ein Schleißring 17 eingebettet.
Die Wanddicke WD1 des Schleißrings 17 nimmt
von dem dem Krümmungsmittelpunkt 6 des Rohrbogens 1 zugewandten inneren
Wandabschnitt 18 aus in beide Umfangsrichtungen UR bis
zu dem dem Krümmungsmittelpunkt 6 abgewandten äußeren
Wandabschnitt 19 zu.
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Die
Länge L des ausströmseitigen Schleißrings 17 entspricht
etwa dem 1,5fachen der Länge L1 des
einströmseitigen Schleißrings 12.
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In
der 8 ist ein Rohrbogen 1a dargestellt, bei
welchem in eine innere Ausnehmung 20 am einströmseitigen
Bogenende 2 ein Schleißring 21 eingebettet
ist, dessen Länge L2 etwa der Länge
L3 des umfangsseitigen Kupplungsflansches 4 entspricht. Die
Wanddicke WD2 dieses Schleißrings 21 ist über den
gesamten Umfang konstant.
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Am
ausströmseitigen Bogenende 3 befindet sich in
einer Ausnehmung 22 ein Schleißring 23,
der exzentrisch gestaltet ist. Dass heißt, in dem dem Krümmungsmittelpunkt 6 zugewandten
inneren Wandabschnitt WA ist der Schleißring 23 dünner
als in dem dem Krümmungsmittelpunkt 6 abgewandten äußeren
Wandabschnitt WA1. Die Länge L4 des Schleißrings 23 erstreckt
sich von der Stirnseite 24 bis etwa zur Mitte der am äußeren
Bogenbereich 7 am ausströmseitigen Bogenende 3 vorgesehenen Kupplungsnute 5.
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Ansonsten
entspricht die Ausführungsform der 8 derjenigen
der 1 bis 7, so dass von einer nochmaligen
Erläuterung Abstand genommen wird.
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Die
in der 9 dargestellte Ausführungsform eines
Rohrbogens 1b sieht am ausströmseitigen Bogenende 3 eine
Anordnung vor, die der Ausbildung gemäß 8 entspricht.
Insofern wird auch hier von einer nochmaligen Erläuterung
Abstand genommen.
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Am
einströmseitigen Bogenende 2 befindet sich hingegen
kein Schleißring. Dort ist nur im äußeren
Bogenbereich 7 eine Kupplungsnute 5 neben dem
Kupplungsflansch 4 vorgesehen.
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Ansonsten
entspricht die Ausführungsform der 9 derjenigen
der 1 bis 7, so dass auch diesbezüglich
von einer nochmaligen Erläuterung abgesehen wird.
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Anhand
des Rohrbogens 1c der 10 ist beispielsweise
erläutert, welche Länge L5 der Schleißring 23 am
ausströmseitigen Bogenende 3 in Relation zu der
Breite B des Kupplungsflansches 4 aufweisen kann. So ist
es zum Beispiel möglich, dass die Länge L5 des Schleißrings 23 gleich
oder größer als die Breite B des Kupplungsflansches 4 bemessen ist.
Strichpunktierte Linie 30.
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Sie
kann aber auch gleich oder größer als die Breite
B des Kupplungsflansches 4 zuzüglich der Breite
B1 des Nutengrunds 31 der Kupplungsnute 5 bemessen
sein. Strichpunktierte Linie 32.
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Besonders
bevorzugt ist, dass die Länge L5 gleich
oder größer als die Breite B des Kupplungsflansches 4 am
ausströmseitigen Bogenende 3 zuzüglich
mindestens der anderthalbfachen Breite B1 des Nutengrunds 31 der
Kupplungsnute 5 ist. Strichpunktierte Linie 33.
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Dann
ist in der 10 noch eine Ausführungsform
veranschaulicht, bei der im äußeren Bogenbereich 7 die
Dicke D3 der Rohrwand RW umfangsseitig des
einströmseitigen Schleißrings 21 neben
der der einströmseitigen Stirnseite 25 abgewandten
Schulter 34 der Kupplungsnute 5 kleiner als die
Dicke D4 umfangsseitig des ausströmseitigen Schleißrings 23 neben
der der ausströmseitigen Stirnseite 24 abgewandten
Schulter 35 der Kupplungsnute 5 bemessen ist.
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- 1
- Rohrbogen
- 1a
- Rohrbogen
- 1b
- Rohrbogen
- 1c
- Rohrbogen
- 2
- einströmseitiges
Bogenende
- 3
- ausströmseitiges
Bogenende
- 4
- Kupplungsflansche
- 5
- Kupplungsnuten
- 6
- Krümmungsmittelpunkt
v. 1
- 7
- äußerer
Bogenbereich
- 8
- radiale
Schulter
- 9
- geneigte
Schulter
- 10
- Bogenmitte
- 11
- innere
Ausnehmung in 2
- 12
- Schleißring
in 11
- 13
- innerer
Bogenbereich
- 14
- neutrale
Achse v. 1
- 15
- seitliche
Bogenbereiche
- 16
- innere
Ausnehmung in 3
- 17
- Schleißring
in 16
- 18
- innerer
Wandabschnitt v. 17
- 19
- äußerer
Wandabschnitt v. 17
- 20
- Ausnehmung
in 2
- 21
- Schleißring
in 20
- 22
- Ausnehmung
in 3
- 23
- Schleißring
in 22
- 24
- Stirnseite
v. 3
- 25
- Stirnseite
v. 2
- 26
- äußere
Oberfläche v. 4
- 27
- Oberfläche
v. 2
- 28
- äußere
Oberfläche v. 4 an 3
- 29
- äußere
Oberfläche v. 7 neben 3
- 30
- Linie
- 31
- Nutengrund
- 32
- Linie
- 33
- Linie
- 34
- Schulter
- 35
- Schulter
- A
- Abstand
v. 28 zu 14
- A1
- Abstand
v. 29 zu 14
- B
- Breite
v. 4
- B1
- Breite
v. 31
- BL
- Bogenlänge
- D
- Dicke
v. RW in 7
- D1
- Dicke
v. RW in 13
- D2
- Dicke
v. RW in 15
- D3
- Dicke
v. RW neben 34
- D4
- Dicke
v. RW neben 35
- L
- Länge
v. 17
- L1
- Länge
v. 12
- L2
- Länge
v. 21
- L3
- Länge
v. 4
- L4
- Länge
v. 23
- L5
- Länge
v. 23
- MLE
- Mittellängsebene
v. 1
- RW
- Rohrwand
- TR
- Transportrichtung
- UR
- Umfangsrichtung
v. 1
- WA
- Wandabschnitt
v. 23
- WA1
- Wandabschnitt
v. 23
- WD
- Wanddicke
v. 12
- WD1
- Wanddicke
v. 17
- WD2
- Wanddicke
v. 21
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3814034
C2 [0002]
- - DE 19737055 C1 [0003]