DE19500951A1 - Verbindungsanordnung für Rohrbögen mit Rohren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung für Rohrbögen mit Rohren zum hydraulischen oder pneumatischen Feststofftransport gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.

Rohrbögen zum hydraulischen oder pneumatischen Transport von Feststoffen, wie z. B. Betonförderrohre, unterliegen aufgrund der zu transportierenden Feststoffe einem hohen Verschleiß. Dieser macht sich in Transportrichtung gese­ hen bei gekrümmten Rohren, also Rohrbögen, besonders in den radial äußeren Krümmungsbereichen der Transportquer­ schnitte am Auslaufende bemerkbar. Aufgrund des Ver­ schleißes müssen solche Rohrbögen aus einem durchgehenden Rohrstrang quer entfernt werden können, um sie gegen neue Rohrbögen zu ersetzen. Zu diesem Zweck stoßen die Rohrbö­ gen mit angrenzenden Rohren vor- und rücksprungslos stirnseitig aufeinander. Die zugfeste Kupplung wird in aller Regel durch zwei halbkreisförmige Spannschalen be­ wirkt, die einen U-förmigen Querschnitt haben und mit ih­ ren auf die Rohrlängsachsen gerichteten Schenkeln Ring­ bunde endseitig der Rohrbögen und Rohre übergreifen. Mit Hilfe von den Spannschalen zugeordneten Schnell-Spannmit­ teln werden die Spannschalen gegeneinander sowie um die Rohrbögen und Rohre gezogen und auf diese Art und Weise ein Rohrbogen mit einem folgenden Rohr einwandfrei miteinander gekuppelt. Zur Abdichtung werden in die Spannschalen U-förmige Dichtringe eingegliedert, die den Spalt zwischen dem Rohrbogen und dem Rohr mantelartig ab­ decken.

Aus Gründen insbesondere der Wirtschaftlichkeit sowie einer erleichterten Demontage und Remontage sind einem bestimmten Transportquerschnitt im Querschnitt symmetri­ sche Spannschalen fester Größe zugeordnet. Dadurch ist bislang der Außendurchmesser der Rohrbögen neben den Ringbunden vorgegeben.

Die direkte Abhängigkeit des Außendurchmessers der Rohr­ bögen vom Transportquerschnitt hat nun aber zur Folge, daß in den Bereichen neben den Ringbunden, wo also die Schenkel der Spannschalen angreifen, auch nur maximale Wandquerschnitte zur Verfügung stehen, die zur Erhöhung der Lebensdauer genutzt werden können. Dies erfolgt bis­ lang häufig dadurch, daß entweder unmittelbar in die En­ den der Rohrbögen Ringe aus einem gegenüber dem Rohrmate­ rial verschleißfesteren Werkstoff eingebettet werden oder daß gesonderte Vorschweißbunde vorgesehen werden, die dann Innenringe aus einem gegenüber dem Rohrwerkstoff verschleißfesteren Material besitzen.

Alle diese Maßnahmen führen zu einem annähernd befriedi­ genden Ergebnis, wenn sich der Verschleiß endseitig der Rohrbögen in vertretbaren Grenzen hält. Wo dieser Ver­ schleiß jedoch überproportional groß ist, ist auch ein überproportional häufiger Austausch von Rohrbögen notwen­ dig.

Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen vorzuschlagen, die auch bei einem sehr starken Verschleiß, insbesondere am Auslauf­ ende von Rohrbögen, eine Standzeit der Rohrbögen gewährleisten, die der Standzeit der Rohrbögen in den verschleißbeanspruchten mittleren Längenabschnitten in etwa gleichzusetzen ist.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen.

Die Erfindung wendet sich mit diesen Merkmalen bewußt von der bislang üblichen symmetrischen Gestaltung der Rohrbö­ genenden sowie der Verbindungsmittel ab und schafft einen völlig neuen Aufbau. Dieser erlaubt es durch die Unsymme­ trie, einem überproportionalen Verschleiß, insbesondere am Auslaufende eines Rohrbogens und dort überwiegend im radial äußeren Krümmungsbereich des Transportquerschnitts eines Rohrbogens, wirksam entgegentreten zu können. Durch die kürzere Bemessung der die Ringbunde an den auslaufseitigen Enden der Rohrbögen überfassenden Schen­ kel der Spannschalen in Verbindung mit der Vergrößerung des Außendurchmessers der Rohrbögen an den auslaufseiti­ gen Enden neben den Ringbunden können in diesen Bereichen die Wanddicken merklich vergrößert werden. Folglich kann ein ausreichendes Verschleißvolumen zur Verfügung ge­ stellt werden, welches die Standzeit der Rohrbogenenden an die Standzeit der übrigen Längenabschnitte der Rohrbö­ gen im wesentlichen angleicht. Mithin entfällt ein vor­ zeitiger Austausch von verschlissenen Rohrbögen gegen neue Rohrbögen und der damit verbundene Aufwand. Der je­ weilige Rohrstrang kann länger für den Feststofftransport genutzt werden, so daß auch keine zusätzlichen Still­ standszeiten zum Austausch von Rohrbögen außerhalb der ohnehin notwendigen Stillstandszeiten bei einem normalen Rohrwechsel anfallen.

Eine vorteilhafte Variante der Erfindung wird in den Merkmalen des Anspruchs 2 erblickt. In diesem Fall können ohne Schwächung der mit einem Rohrbogen zu verschweißen­ den Außenringe der Vorschweißbunde die Innenringe gegen­ über herkömmlichen Innenringen eine deutlich größere Wanddicke und damit ein merklich erhöhtes Verschleißvolu­ men erhalten.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist in den Merkmalen des Anspruchs 3 gekennzeichnet. Dabei sind un­ mittelbar in den Endabschnitten der Rohrbögen Innenringe aus einem gegenüber dem Rohrmaterial verschleißfesteren Werkstoff angeordnet, die nunmehr aufgrund größerer Wand­ dicke mit einem erhöhten Verschleißvolumen ausgestattet werden können.

Die vorstehend geschilderten Ausführungsbeispiele können erfindungsgemäß dahingehend variiert werden, daß Rohrbö­ gen auch zweilagig, d. h. mit einer Außenlage aus einem schweißbaren Stahl und einer Innenlage aus einem demge­ genüber verschleißfesteren Material gebildet werden. Auch ist es denkbar, einlagige Vorschweißbunde endseitig von Rohrbögen vorzusehen. Desweiteren sind Kombinationen der verschiedenen Ausführungsformen möglich.

Der von den Spannschalen umgriffene Dichtring kann auf­ grund seiner Eigenelastizität symmetrisch ausgebildet sein. In Anpassung an die unsymmetrischen Spannschalen kann der Dichtring gemäß Anspruch 4 aber auch eine unsym­ metrische Ausgestaltung aufweisen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnun­ gen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 bis 3 jeweils den Verbindungsbereich zwischen zwei in Transportrichtung aufeinanderfolgenden Rohren im vertikalen Teillängsschnitt.

Mit 1 ist in der Fig. 1 das Auslaufende eines gußeiser­ nen Rohrbogens 2 bezeichnet. Die Stirnseite 3 des Rohrbo­ gens 2 verläuft bündig mit der Stirnseite 4 eines Ring­ bunds 5, der radial von der Oberfläche 6 des Rohrbogens 2 absteht.

An den Rohrbogen 2 schließt sich in Transportrichtung TR des Feststoffs ein gerades einlagiges Rohr 7 mit einem zweilagigen Vorschweißbund 8 an. Der Transportquerschnitt TQ des Rohrbogens 2 entspricht dem Transportquerschnitt TQ1 des nachfolgenden Rohrs 7.

Der Außenring 9 des Vorschweißbunds 8 übergreift mit einem Stutzen 10 die äußere Oberfläche 11 des Rohrs 7 und ist mit dieser verschweißt. Zu diesem Zweck bestehen das Rohr 7 und der Außenring 9 aus einem schweißbaren Stahl. Der Innenring 12 des Vorschweißbunds 8 besteht hingegen aus einem gegenüber dem Rohrmaterial verschleißfesteren Werkstoff.

Der Außenring 9 des Vorschweißbunds 8 besitzt einen Ring­ bund 13, dessen Stirnseite 14 bündig mit der Stirnseite 15 des Innenrings 12 verläuft. Neben dem Ringbund 13 ist eine Umfangsnute 16 vorgesehen, die über eine konische Fläche 17 in den Stutzen 10 übergeht.

Der Außendurchmesser AD des Vorschweißbunds 8 im Bereich der Umfangsnute 16 entspricht dem auf den Transportquer­ schnitt TQ bzw. TQ1 abgestimmten genormten Durchmesser.

Demgegenüber ist zu sehen, daß der Außendurchmesser AD1 des Rohrbogens 2 neben seinem Ringbund 5 größer ist. Da­ durch kann der Rohrbogen 2 in diesem Bereich eine größere Wanddicke D und folglich auch ein größeres Verschleißvo­ lumen erhalten als das Verschleißvolumen des Innenrings 12 des Vorschweißbunds 8 des folgenden Rohrs 7.

Zur Verbindung des Rohrbogens 2 mit dem Rohr 7 dienen zwei bogenförmige Spannschalen 18 mit einem U-förmigen Querschnitt. Die Spannschalen 18 erstrecken sich jeweils über nicht ganz 180° des Umfangs des Rohrbogens 2 bzw. des Rohrs 7. Die Schenkel 19, 19a der Spannschalen 18 sind leicht nach außen gestellt und besitzen an ihren freien Enden kurze Längenabschnitte 20, welche an die Ringbunde 5, 13 des Rohrbogens 2 bzw. des Vorschweißbunds 8 angepaßt sind. Die Spannschalen 18 weisen ferner nicht näher dargestellte Spannmittel auf, über welche die Spannschalen 18 aneinander und die Ringbunde 5, 13 gegen­ einander gezogen werden können.

Es ist zu sehen, daß aufgrund der unterschiedlichen Außendurchmesser AD1 des Rohrbogens 2 neben seinem Ring­ bund 5 und AD des Vorschweißbunds 8 neben dem Ringbund 13 die auf die Rohrlängsachsen 21, 22 gerichteten Schenkel 19, 19a der Spannschalen 18 eine unterschiedliche Länge L und L1 aufweisen. Die Spannschalen 18 besitzen damit einen asymmetrischen Querschnitt.

Im Innern der Spannschalen 18 ist ein U-förmiger Dicht­ ring 23 angeordnet, der sich beim Kuppeln des Rohrbogens 2 mit dem Rohr 7 und gegenseitigem Verspannen einerseits innenseitig der Spannschalen 18 und andererseits mit Dichtlippen 24 auf den umfangsseitigen Oberflächen 25, 26 der Ringbunde 5 des Rohrbogens 2 sowie 13 des Vorschweiß­ bunds 8 abstützt. Der Spalt 27 zwischen dem Rohrbogen 2 und dem Rohr 7 ist damit mantelartig abgedichtet.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 dadurch, daß in einen Rohrbogen 2a aus Guß oder schweißbarem Stahl endseitig ein Innenring 28 aus einem gegenüber dem Material des Rohrbogens 2a verschleißfesteren Werkstoff angeordnet ist. Ferner ist zu sehen, daß zur Bildung des endseitigen Ringbunds 5a am Rohrbogen 2a eine Nute 29 in die äußere Oberfläche 6a des Rohrbogens 2a eingearbeitet ist. Die Stirnseiten 3a des Rohrbogens 2a und 30 des Innenrings 28 verlaufen in einer Ebene.

Das dem Rohrbogen 2a in Transportrichtung TR folgende Rohr 7a besitzt wie bei der Ausführungsform der Fig. 1 einen zweilagigen Vorschweißbund 8. Es ist jedoch nunmehr doppellagig gestaltet. Die Außenlage 31 besteht aus einem schweißbaren Stahl, der mit dem Anschweißstutzen 10 des Außenrings 9 des Vorschweißbunds 8 verschweißt ist. Die Innenlage 32 besteht aus einem gegenüber dem Material der Außenlage 31 verschleißfesteren Werkstoff.

Auch bei dieser Ausführungsform ist zu sehen, daß durch die unsymmetrische Ausbildung der Spannschalen 18 der Außendurchmesser AD1 des Rohrbogens 2a im Bereich der Nut 29 größer als der Außendurchmesser AD des Vorschweißbunds 8 im Bereich der Nut 16 gestaltet werden kann. Somit kann der Innenring 28 auslaufseitig des Rohrbogens 2a eine größere Wanddicke D1 und damit auch ein größeres Ver­ schleißvolumen erhalten.

Ansonsten entspricht die Gestaltung der Ausführungsform der Fig. 2 derjenigen der Fig. 1, so daß auf eine noch­ malige Erläuterung verzichtet werden kann.

Bei der Ausführungsform der Fig. 3 weist auch der Rohr­ bogen 2b einen zweilagigen Vorschweißbund 33 auf. Der Rohrbogen 2b selber ist einlagig aus einem schweißbaren Stahl gebildet. Der Außenring 34 des Vorschweißbunds 33 ist über einen Anschweißstutzen 35 mit der äußeren Ober­ fläche 6b des Rohrbogens 2b verschweißt. Im Außenring 34 ist eine Nut 36 vorgesehen, durch welche ein Ringbund 38 gebildet wird. Die Stirnseite 39 des Ringbunds 38 ver­ läuft in derselben Querebene wie die Stirnseite 40 des Innenrings 37.

Das dem Rohrbogen 2b folgende gerade Rohr 7 entspricht der Ausführungsform der Fig. 1.

Es ist auch hier zu sehen, daß die unsymmetrische Ausbil­ dung der Spannschale 18 dazu führt, daß der Außendurch­ messer AD1 im Bereich der Nute 36 umfangsseitig der Außenlage 34 des Vorschweißbunds 33 des Rohrbogens 2b größer ist als der Außendurchmesser AD im Bereich der Nute 16 des Vorschweißbunds 8 des geraden Rohrs 7. Somit kann in diesem Fall der Innenring 37 des Vorschweißbunds 33 des Rohrbogens 2b ein Verschleißvolumen erhalten, das annähernd an die Verschleißbeanspruchungen der übrigen Abschnitte des Rohrbogens 2b abgestellt ist.

Weitere Erläuterungen sind entbehrlich, da sie nur Wie­ derholungen der Darlegungen in Fig. 1 bilden würden.

Bezugszeichenliste

1 - Auslaufende v. 2
2 - Rohrbogen
2a - Rohrbogen
2b - Rohrbogen
3 - Stirnseite v. 2
3a - Stirnseite v. 2a
4 - Stirnseite v. 5
5 - Ringbund an 2
5a - Ringbund v. 2a
6 - Oberfläche v. 2
6a - Oberfläche v. 2a
6b - Oberfläche v. 2b
7 - Rohr
7a - Rohr
8 - Vorschweißbund
9 - Außenring v. 8
10 - Stutzen v. 8
11 - Oberfläche v. 7
12 - Innenring v. 8
13 - Ringbund v. 9
14 - Stirnseite v. 13
15 - Stirnseite v. 12
16 - Umfangsnute
17 - konische Fläche
18 - Spannschalen
19 - Schenkel v. 18
19a - Schenkel v. 18
20 - Längenabschnitte v. 19, 19a
21 - Längsachse v. 2, 2a, 2b
22 - Längsachse v. 7, 7a
23 - Dichtring
24 - Dichtlippen v. 23
25 - Oberfläche v. 5
26 - Oberfläche v. 13
27 - Spalt zw. 2 u. 7
28 - Innenring
29 - Nute
30 - Stirnseite v. 28
31 - Außenlage v. 7a
32 - Innenlage v. 7a
33 - Vorschweißbund v. 2b
34 - Außenring v. 33
35 - Anschweißstutzen
36 - Nute in 34
37 - Innenring v. 33
38 - Ringbund
39 - Stirnseite v. 38
40 - Stirnseite v. 37
AD - Außendurchmesser v. 16
AD1 - Außendurchmesser v. 6, 29, 36
D - Wanddicke v. 1
D1 - Wanddicke v. 28
L - Länge v. 19
L1 - Länge v. 19a
TQ - Transportquerschnitt v. 2
TQ1 - Transportquerschnitt v. 7
TR - Transportrichtung

Claims (4)

1. Verbindungsanordnung für Rohrbögen (2, 2a, 2b) mit Rohren (7, 7a) zum hydraulischen oder pneumatischen Feststofftransport, welche bogenförmige Spannschalen (18) mit einem U-förmigen Querschnitt, Spannmittel und einen integrierten U-förmigen Dichtring (23) um­ faßt, wobei die Spannschalen (18) mit ihren auf die Rohrlängsachsen (21, 22) gerichteten Schenkeln (19, 19a) auslauf- und einlaufseitig der Rohrbögen (2, 2a, 2b) und Rohre (7, 7a) vorgesehene umfangsseitige Ringbunde (5, 5a, 38, 13) übergreifen, deren Stirn­ flächen (4, 3a, 39, 14) in einer Querebene mit den Stirnflächen (3, 30, 40, 15) der Rohrbögen (2, 2a, 2b) bzw. Rohre (7, 7a) verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem vorgegebe­ nen Transportquerschnitt (TQ, TQ1) der Rohrbögen (2, 2a, 2b) und Rohre (7, 7a) der Außendurchmesser (AD1) neben dem Ringbund (5, 5a, 38) am Auslauf eines Rohr­ bogens (2, 2a, 2b) größer als der Außendurchmesser (AD) neben dem Ringbund (13) eines Rohrs (7, 7a) am Einlauf eines Rohrs (7, 7a) und die radiale Länge (L) der den Ringbund (5, 5a, 38) am Auslauf eines Rohrbo­ gens (2, 2a, 2b) übergreifenden Schenkel (19) der Spannschalen (18) kürzer als die radiale Länge (L1) der den Ringbund (13) am Einlauf eines Rohrs (7, 7a) übergreifenden Schenkel (19a) bemessen ist.

2. Verbindungsanordnung nach Anspruch 1 in der Anwendung auf Rohrbögen (2b) und Rohre (7, 7a) mit Vorschweiß­ bunden (33, 8), die Innenringe (37, 12) aus einem ge­ genüber dem Rohrmaterial verschleißfesteren Werkstoff aufweisen.

3. Verbindungsanordnung nach Anspruch 1 in der Anwendung auf Rohrbögen (2a) mit endseitigen Innenringen (28) aus einem gegenüber dem Rohrmaterial verschleißfeste­ ren Werkstoff.

4. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der von den Spannschalen (18) umgriffene U-förmige Dichtring (23) bezüglich der Länge seiner Schenkel an die Länge der Schenkel (19, 19a) der Spannschalen (18) angepaßt ist.