DE1786012U - Verwendung von profileisen, deren querschnitt an mindestens einer stelle groesser ist als an anderen stellen, insbesondere handelsueblicher profileisen. - Google Patents

Description

• . gr, w Pro

  endtuis von Ppßfil'eisen deren Querschnit'b an

  y

  MindestenseinerStellegroßeristas an anderen

  Stellen insbesondere handelsüblicher Profileisen

  Es ist bekannt, Hohlkörper, wie Rohre, Kessel od. dgl. aus einem

  ebenen Band dadurch zu fertigen, daß dieses einem Formwerkzeug unter einem Winkel so zugeführt wird, daß das Band eine Spirale bildete deren Kanten miteinander verschweißt werden. Die Herstellung derartiger spiralnahtgeschweißter Hohlkörper ist wesentlich billiger als die Herstellung von nahtlosen Rohren.
• Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, die Festigkeit derartiger Hohlkörper trotz verhältnismäßig geringer Wandstärke

  zu erhöhen und dafür zu sorgen, daß derartige Hohlkörper ein

  verhältnismäßig hohes Widerstandsmoment aufweisen. Derartige Hohlkörper sollen nicht nur als Leitungen, beispielsweise Ölleitungen, sondern auch als Konstruktionselemente, beispielsweise in Bauwerken, Verwendung finden können.
• Soll beispielsweise ein Doppel-T-Profileisen durch ein Rohr ersetzt werden, dann wird der Ingenieur die Auffassung vertre@en, daß der Ersatz eines derartigen Profileisens durch ein Rohr unzweckmäßig ist, weil ein dem Profileisen entsprechendes Verwendung von Profileisen...
• Rohr bedeutend teurer ist als ein Profileisen des gleichen Widerstandsmomentes. Aus diesem Grunde benutzt man Rohre anstelle von Profileisen nur dann, wenn die Kosten keine Rolle spielen bzw. Rohre nicht nur als Tragelemente, sondern auch als Führung-oder Aufnahmemittel für Flüssigkeiten dienen sollen, wie dies beispielsweise im Flugzeugbau der Fall ist, wo Wert auf Leichtigkeit der Konstruktion gelegt wird.
• Spiralnahtgeschweißte Rohre werden in der Praxis aus ebenen Bänderrergefertigt. Hieran ändert auch nichts die Tatsache, daß es bekannt ist, ein ebenes, an allen Stellen gleiche Dicke aufweisendes Band im Bereich seiner Längskanten abzuknöpfen, um die Abkröpfungen verhältnismäßig geringer Höhe als Schweißgut der Spiralnaht zu verwenden (französische Patent 1 071 057).
• Diese Abkröpfung verhältnismäßig dünner Stahlbänder muß deswegen verhältnismäßig gering sein, weil sich das dünne Band beim Bilden der Spirale längs der Abkröpfungen wellig verformen würde.
• Werden nun, wie gemäß der Neuerung vorgeschlagen wird, Profileisen, deren Querschnitt, in einem Schnitt quer zur Erstreckungsrichtung gesehen, an mindestens einer Stelle größer ist als an anderen Stellen, z. B. handelsübliche Profileisen, als Ausgangswerkstoff für spiralnahtgeschweißte zylindrische und konische Hohlkörper, insbesondere Rohre, unter Beibehaltung der Profilform nach dem Schweißen der Spiralnaht benutzt, so wird erreicht, daß die fertiggestellten Hohlkörper etwa doppelt so hohes Widerstandsmoment haben als Hohlkörper, die aus einem ebenen Band in gleicher Weise spiralförmig gewickelt und geschweißt her- Verwendung von Profileisen... gestellt sind. Praktisch heißt dies, daß ein z. B. aus einem Profileisen hergestellter spiralnahtgeschweißter Hohlkörper ein Widerstandsmoment hat, das etwa gleich dem vierfachen Wert des Widerstandsmomentes ist, das ein gleiches Gewicht aufweisendes Profileisen hat. Wird diese Anweisung befolgt, dann kennen Hohlkörper auch dann als Konstruktionselemente eingesetzt werden, wenn sie nur eine einzige Aufgabe zu erfüllen haben.
• Trotzdem können natürlich derart gestaltete Hohlkörper auch dann verwendet werden, wenn sie verhältnismäßig große Drucke aushaltea sollen.
• Muß der Durchmesser eines derartigen Hohlkörpers außerdem noch verhältnismäßig groß sein, dann ergeben sich bei der bisherigen Fertigung derartiger spiralnahtgeschweißter Hohlkörper aus ebenen Bändern auch verhältnismäßig große Wandstärken, die fertigungstechnisch zu Schwierigkeiten führen. Wird beispielsweise angenommen, daß der Durchmesser eines Kessels 10 a,

  der Betriebsdruck 25 at und die Festigkeit des Materials

  60kg/sm beträgt, so ergibt sich eine Manddicke von ? 0 Nn.

  Sind die zugrunde gelegten Werte noch hoher, dem steigt auch

  dieWaaddieke welter an. Barucksichtigt man nun, daß ein

  Stahlblech von 1 cm2 Fläche und einer Wandstärke von 1 mm

  bei Verwendung von Stahl einer Festigkeit von 37 k einen

  Druck Von fast 1. 200 at aushält, dann ergibt sich, daß Hohl-

  körper verhältnismäßig geringer anddicke Drucke erheblicher

  Gr8ße aufzunehmen in der Lage sind, wenn dafür gesorgt wird,

  daß die Wanddicke nicht an allen Stellen gleich, sondern

  verschieden lstt Eine quadratische Fläche von 70 mm Kantenlänge

  Verwendung von Profileisen ...

  p

  und 1 mm Dicke Mit, wenn die Festigkeit des Werkstoffs 37 kg/mm2

  beträgt, einem Druck von 190 at stand. Sorgt man also durch Zuordnung von Rippen zu diesen Flächen dafür, daß Flächenteile der Hohlkörper eine verhältnismäßig geringe Dicke und danebenliegende Flächenteils eine größere Dicke haben, so können bei Einhaltung bestimmter Abstände zwischen den dickeren Flächenteilen Hohlkörper gefertigt werden, deren Belastung vom Durchmesser nicht unmittelbar abhängig ist. Wesentlich ist dabei, daß

  die Kmcheneleiente verhältnismäBig geringer Dicke auch eine

  verhältrfismäßig kleine Fläche aufweisen. Wenn also die Aufgabe zu lösen ist, einen Kessel zu fertigen, der einen Durchmesser von 10 m hat und einem Betriebsdruck von 25 at standhalten soll, so kann, wenn das zur Verfügung stehende Material

  eine Festigkeit von 60 kg/aa hat, der HöM-korper aus Flächen-

  elementen von beispielswelse 70 x 70 NB gebildet werden ; zwi-

  schen denen Rippen vorgesehen sind$ die eine Mhe von 50 mm

  aufweisen. Bie Bläohenteile von der Größe von beispielsweise

  70 x 70 mm brauchen dann nur eine Wanddicke von einigen Milli-

  metern zu haben*

  Wemg ; h es besonders awookmäeig ist, die diokeren Stellen

  des Ausgangsbandes mit Abstand von den Lãngskanten desselben

  vorziuehene ka= das Band auch im unmittelbaren Bereich der

  Längskanten eine größere Dicke aufweisen als an anderen Stellen.

  In diesem Pall eapfieM. t es sich, dafr zu sorgen, daß die

  Breite dieser Im Bereich der längskanten des Bandes liegenden

  Stellen etwa gleich der halben Breite der dickeren Stellen ist, die mit Abstand von den Längskantan liegen. Die Querschnitts-

  Verwendung von Profileisen...

  veränderung kaum stufenförmig, wellenfõrmig oder in anderer

  Weise erfolgen. So kann es beispielsweise zweckmäßig sein,

  die Eöhen benachbarter Wellenberge verschieden groß zu bemessen.

  Die vorzusehenden Rippen od. dgl. können nur an der einen Breit-

  fläche oder auch an beiden Breitflächen vorgesehen seIn.

  Werden Stahlbänder sit welliger Querscimittskontur gefertigt,

  so empfiehlt es sich, die Querschnittskontur der einen Band-

  fläche gegenüber der Querschnittskontur der anderen Handfläche

  dieser

  au. versetzen. Auch k6nnen die Höhen ena lbarter Wellenberge

  r

  verschieden sein< Es tonnen aber auch helsübllehe profile.

  beispieleise T"t -9 ppolT-, Z-Stäbe od. dgl. als Aasgangs-

  material benutzt werden.

  Die Neuerung wird an Hand mehrerer Ausfahrungsbeispiele in

  perspektivischer Darstellung erläutert$ wobei jeweils das

  eine Ende des als Ausgangsmaterial verwometen Bandes bzw*

  ein Teilschnitt eines aus Profilstäben spiralnahtgeschweißten

  Körpers wiedergegeben Ist*

  Eszeigen :

  Figur 1 ein Teilstück eines Bandes, dessen Querschnitt an drei

  Stellen grSer-, ist als an anderen Stellen und wobei

  die Rippen Giner Breltfläche des Bandes zugeordnet

  sind,

  Figur 2 ein Teilstüok eines anderen Bandes, das ebenfalls an

  tRt $t CkE

  drei Stellen dicker ist als an anderen Stellen und

  wobei zwei Rippen der einen Breitfläche und eine

  Rippe der anderen BreitfUche zugeordnet sindg

  Verwendung von Profileisen... Figur 3 ein dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ähnliches Teilstück eines Bandes,

  F gur 4 ein dem Atlsführgsbeispiel nach Figur 2 ähnliches

  Teilstück eines Bandes, Figur 5 ein Teilstück durch ein Band, dessen obere querschnittskontur wellenförmig ist und wobei ate wellenberge gleiche Höhe aufweisen, Figur 6 ein Teilstück eines anderen Bandes, dessen Querschnitts-

  kontur ebenfalls ellenfBrmig ist, tobei die Wellen-

  berge der einen uersahnittskontur gegenüber denen

  der anderen Querschnittskontur versetzt sind, Figur 7 ein Teilstück eines eine wellenförmige Oberfläche aufweisenden Bandes, dessen Wellenberge abwechsel@d verschiedene Höhe aufwesen,

  ein Teilstück eims dem Band nach Figur 3 entsprechen-

  den Bandes mit dem Unterschied, daß es im Bereich der

  Längskanten die kleinste Dicke aufweist,

  Figur 9 durch SpiraLnhte miteinander erschMeißte Profileisen

  von Doppel-T-Querschnitt, Figur 10 durch eine Spiralnaht verschwei@te Profileisen von U-Querschnitt,

  RLgr U ausasEaengeschHeißt jofJleisen von S-bz'i' ?. von

  Z-Quersabnitt, die im Bereioh der Stege miteinander

  versohweißt sind, wobei die Schenkel gleiche Länge

  aufweisen.

  Fig 12 ein dem stührangsbeispiel nach Figur 11 ähnliches

  Beispiel, bei dem die Profileisen-Schenkel verschiedene Breite haben,

  Verwendung von Profileisen...

  Figur 13 die Verbindung von T-Profileisen, deren Stege in der

  gleichen gewölbten Ebene liegen,

  Figur l4 die Verbindung von T-Profileisen, deren Stege parallel

  zurSpiralschweißnaht verlaufen,

  Figur 15 die Verbindung von L-Profilen,

  Figur 16 die Verbindung von T-Profileisen, deren Schenkel ver-

  schiedene Breite haben,

  Figur 17 die Verbindung von L-Profileisen, deren Stege zwei

  nach der gleichen Richtung zeigende Rippen tragen.

  - f

  Das in Figur 1 dargestellte Stahlband das sich in Richtung

  des Pfeiles 1 erstreckt hat eine Dicke j. Die KLächen der

  einen Breitseite sind durch Rippen 2. 3 voneinander getrennt,

  dieverschiedene Ehon b h haben. Im Ausführungsbeispiel

  ist die Pa doppelt so groß vie die Mhe h2 und die röhe

  h ist etwa doppelt so groB wie die Dicke s. Zweckmäßig ist

  es jedoch) die BShe hg rSBer zu wählen als die doppelte

  Wandstärke s.

  Im Fall des Aus ungsbeispieles nach Figur 2 sind den beiden

  BreitseitentlSchen des die Bice s aufweisenden Bandes eine

  Rippe4 bzw.. zwei Sippen 5 zageorönet. Diese können gleiche

  oder verschiedene Whe aufweisen"

  dz nachdem, welche Breite ein als Ausgangsmaterial für spiral-

  nahtgeschweißte Hob-rper a benutzendes Stahlband haben soll,

  kannenaut eineroder beiden Seiten m"rere Eippenvorgesehen

  wereB. die gleiche oder ungleiche EShe haben k8anen Auch

  Verwendung von Profileisen... hier können die Rippen nur an einer Seite (Figur 3) oder an beiden Seiten (Figur 4) vorgesehen sein. In Abweichung von den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 und 2 sind die in den Figuren 3 und 4 dargestellten Bänder im Bereich der Längskanten ebenfalls mit Rippen 6 bzw. 7 versehen, deren Breite b1 halb so groß ist wie die Breite der Rippen 8. Wenn ein derartiges Band spiralförmig verformt wird und dann die einander zuge-

  nandten LSLngskanten des Bandes miteinander verschvleißt werden,

  dann bilden zwei aneinander stoßende Rippen 6 bzw. 7 eine Rippe 8 bzw. 9. Die Bänder können auch so gestaltet sein, daß die den Längskanten zugeordneten Rippen eine größere Höhe haben als beispielsweise die Rippen 6, beispielsweise

  die Höhe der Rippen 10 (Figur 3). Es ist jeweils nur darauf

  zu achten, daß sich die Querschnittsform des gefertigten Hohl-

  körpers über seine ganze Länge in gleieher Weise ändert, also

  beispielsweise abwechselnd die Hohe der Rippen variiert.

  Die Rippen können auch ineinander übergehen) also ellenfSrmig

  gestaltet sein (Figur 5 bis 7). Im Ausfrungsbeispiel der

  Figur5 he : b gn die Vollenberjge 11 gleiche Edhe urd sind nur

  einer Breitseitenfläche des Bandes zugeordnet. Die Wellen

  sind auch symmetrische Die strichpunktierte Linie zeigt die

  Dicke des Ausgangsmaterials an# aus dem das Stahlband nach

  Figur gefertigt ist.

• Die Wellenberge des Stahlbandes nach Figur 6 sind symmetrisch und gegeneinander versetzt. Sie erstrecken sieh also sozusagen aus beiden Breitseitenflächen des Bandes heraus. Sie sind

  Verwendung von Profileisen...

  auch symmetrisch zur Mittellinie 12. Auch dieses Ausgangs-

  material kann aus einem ebenen Band an allen Stellen gleicher

  Dicke gefertigt sein. Dort, wo sich auf der einen Seite des

  Stahlbandes ein Wellenberg 13 befindet, liegt auf der anderen

  Seite ein Tal 14. Die geringste Wanddicke ist mit si bzeieh-

  net, sio liegt zwischen zwei gegeneinander versetzten Wellen-

  bergen13.

  Pas des AusfUhrongsbeispiel der Figur 5 Xliche A iX « s-

  A :

  beispiel der F1gur 7 zeigt, daß einer der beiden Breitseiten-

  flachen des Stablbandes Wellenberge 1,, 16 verschiedener Höhe

  zugeordnet sind. Ein solches Stahlband kann man sich dadurch

  entstanden denken, daß die Rippen 17elf des Stahlbandes nach

  Figur8 dureh gekrüsmte RLäehen verbunden wurden. An Hand des

  Asftthrungsbeispiels nach Figur 8 erkennt man, daß immer dafir

  zu sorgen ist daß die Profilierung des verwendeten StaLhIbandes

  sogewählt ist, daß dieses Profil längs einer N&ntollinie des

  au fertigenden Nhlkörpers gesehen beibehalten wirg* dies

  zu rreichen, ist mit Abstand von der einen Langskante 19 eine

  verhältnismäßig hohe Rippe 17 und mit Abstand von der anderen

  Längskante 20 eine lippe verhältnismäßig geringer Hòhe 18 vor-

  gesehen so daßt esn nach Bildung einer Bindung die Kanten

  19, 20 miteinander verschweißt-werden, in Richtung e1ner Mantel-

  linie des fertiggestellten Hohlkörpers geseheni Rippen 17118

  ye@aSNaS. ig aufeinander folgen d. h. unter Beibehaltung des

  Sinzelabstandes der Rippen. Dementsprechend entspricht also

  die Saarne ns den ßen a und b dem Abstand c der Rippen von-

  einander

  Verwendung von Profileisen ...
• Während die Bänder nach den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 bis 8 besonders hergestellt werden müssen, handelt es sich bei den Profileisen der Ausführungsbeispiele der Figuren 9 bis 17 um handelsübliche Profile. Wesentlich ist auch hier. daß nach dem Verschweißen der profilierten Bänder bzw. Stäbe die Profilform des Ausgangsmaterials beibehalten wird. Das Doppel-T-Profil 21 (Figur 9) ist genauso verformt worden wie die Bänder der bisherigen Ausführungsbeispiele. und es werden dann die Schenkel 22,23 bei 24 und 25 je durch eine Schweißnaht mit-

  -e

  einandervereinigt.

  In entsprechender weise werden auch die anderen Profile durch je zwei Schweißnähte miteinander verbunden, also Schenkel und Steg des U-Profileisens 26 durch die Schweißnähte 27 und 28, das doppelt abgewinkelte Z-Profil 29 durch die Schweißnähte

  30s31 und das diesem ähnliche Pro£U 32 dureh die Schweißnähte

  33 und 34. Jeweils liegen die Stege in der gleichen gekrUmmten

  Ebene,während die rippenbildenden Schenkel senkrecht dazu

  verlaufen*

  Es können aber auch andere gebräuchliche Profileisen als Aus-

  gangs&aterial fNr spiralnahtgeschHeißte zylindrischo und konische

  Bohneverwendet werden. So zeigen die Figuren 13 und 1 T-Eisen

  verschiedenerQuerschnittatom 35 bzwr 369 bei denen Steg und

  SChenkel des t.. Profils bzw. die Schenkel durch die Nähte 37

  und38 bzWt 39 and 40 miteinander versehseiSt t ! urden

  Verwendung von Profileisen ... Wie aus der Gegenüberstellung der Figuren 13, 14 und 16 ersichtlief, spielt es an sich keine Rolle, welche Querschnittsform das T-Profil hat. In jedem der Fälle bleibt die Rippenhöhe und der Abstand zwischen den Rippen gleich. auch wenn-wie Im Fall der Figur 16-die Schenkel 41,42 verschiedene Breite haben, so daß also die Schweißnähte 43 ; 44 gegenüber den Schweißnähten 39 und 40 versetzt verlaufen. In gleicher Weise können auch L-Profileisen als Ausgangsmaterial verwendet werden. Auch hier ist die Querschnittsform als solche an sich änderbar. Dementsprechend wurde im Ausführungsbeispiel der Figur 15 ein normales L-Profil 45 als Ausgangsmaterial benutzt und auch hier die Schweißnähte 46, 47 so gelegte daß die Innenwandfläche des gefertigten Hohlkörpers eine glatte ge-

  krummekläche k « ite bildet. im darzulegent daß man die

  Rippen auch zum Hohlkö ; pperinneren hin vorsehen kanng, zeigt

  dasAusführungsbeispiel nsch Figur 17 ein abgewandeltes L-Profil,

  das außer dem Schenkel 48 noch zwei Rippen 49 aufweist. Die

  Längskanten eines solchen Profiles werden durch die Schweißnähte 50,51 verbunden. Selbstverständlich kann der Querschnitt der Stahlbänder oder

  Profileisen auch in anderer Weise gestaltet werden. So kann

  man den Wellenberg ;en noh Rippen zuordnen oder ein AusfhrSECgs-

  beispielmit einem anderen kombinieren.

Claims (1)

1. Ansprüche S : SNMSSMMSSM : : =S :'B : SSS : : S : B 1. Die Verwendung von Bäeerng Profileisen od. dgl. 9 deren Querschnitt (in einem Schnitt quer zur Erstreckungsrichtung gesehen) an mindestens einer Stelle größer ist als an anderen Stellen, insbesondere handelsüblicher Profileisen, als Aus- gal1gßwerkstoff für splralnahtgesc1rueißte zylindrische und konische Bhlrper insbesondere Rohre, unter Beibehaltung der trofilform nach dem Sehweißen der Spiralnaht. 2. Ansgangsmateria. 1 nach Anspruch 1, dadurch gekenBUseiehnet} daß die Uber eine oder beide Braitseitanflãchen hinausragenden Rippen einander derart sugeordnet sind) daß der Profilquer- scMitt in Richtung einer Mantellinie des gefertigten Hohl- kippers gesehen gleichen Aufbau hat. 3* Ausgangsmaterial nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn- zeichnet)daß die durch Rippen od. dgl. gebildeten dickeren Stellen des Querschnitts des Bandes bsw. Profileisens mit Abstand von dessen ngskanten vorgesehen sind. Ausgangsmaterial naeh Anspruch 1 und 29 dadurch gekernzeich- niets daß bei Anordnung dickerer Stellen Im unmittelbaren Bereieh der Läeskanten des Bandes bzw* Protileisens dieae eise Breite haben, di halb so groß ist wie die Breite der . 1t Abstand von den Längskanten atJ4eordneten Rippen od. dgl. Verwendung Von Profileisen... und die Sehe dieser Rippen bei Anordnung verschiedene Höhe aufweisender Rippen zwischen ihnen so gewählt ist, daß ver- hältnimfflig hohe und verhältnismäßig niedrige Rippen ein- ander im Wechsel folgen. 5* Ausgangsmaterial nach den Ansprüchen 1 und 29 dadurch gokens- zeichnet ; daß die Querschnitt, skontur mindestens einer Band- flache wellenförmig verläuft. 6. Ausgángsmaterial nach den Ansprüchen 19 2 und 5, dadurch gekennzeichnete daß die Wellenberge der Qaersehnittskontur der einen Bsmdfläehe gegenüber den Wellenbergen der Quer- sehnittskontur der anderen Bandfläche versetzt sind. 7. Ausgaagsaserial nach den Ansprüchen l, 2, $ und 6, dadurch gekennzeichnet,daß die Föhen benachbarter Wollenberge ver- siedensind. $. ; Ansgangsmaterial nach den sspra<Bn l md 2, d&darh gekean- zieMt$ d8 T* Boppel-T., Z* L-Profilelsen und abge- wandelte Profileisen derart miteinander verschweißt sind, daß die Stege oder die Schenkel in einer gekrtimmten F. Utche liegen. 9. Hohlkörper hergestellt aus Ausgangsverkstoft nach einem oder mehrerender janspehe 1 bis 8* 16 Ausga w¢kstott* « aus t heteste Bi3h rp wiebesc ! ieen und dargestellt, patentanwalt