DE19842856C1 - Rohr zum Transport von Feststoffen - Google Patents

Abstract

Bei einem Rohr (1) zum Transport von Feststoffen, das an mindestens einem Ende (3) einen umfangsseitigen Kupplungsbund (4) und einen sich axial erstreckenden Stutzen (5) aufweist, bilden der Kupplungsbund (4) und der Stutzen (5) eine Kammer (6) zur Aufnahme eines ringförmigen Einsatzes (7) aus einem gegenüber dem Rohrmaterial verschleißfesteren Werkstoff aus. Der Kupplungsbund (4) und der Stutzen (5) sind durch spanlose Umformung aus einem rohrförmigen Stahlzylinder (2) gebildet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Rohr zum Transport von Fest­ stoffen gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.

Rohre zum Transport von Feststoffen, insbesondere von Be­ ton, unterliegen einem starken Verschleiß bedingt durch die abrasive Wirkung des Fördermediums. Durch Verwirbe­ lungen an radialen Versetzungen von zwei miteinander ge­ kuppelten Rohren tritt insbesondere am einlaufseitigen Ende eines Rohrs überproportional starker Verschleiß auf. Das Fördermedium prallt hierbei gegen die Stirnflächenbe­ reiche des in Förderrichtung nachfolgenden Rohrs.

In der Folge ist man dazu übergegangen, die Enden eines Rohrs mit Einsätzen zu versehen, die aus einem gegenüber dem Rohrmaterial verschleißfesteren Werkstoff bestehen.

Hiermit wollte man vermeiden, dass die Rohrenden vorzei­ tig verschleißen, wodurch u. U. das ganze Rohr unbrauchbar wird. Diese Einsätze, z. B. in Form von Verschleißringen, bestehen in der Regel aus einem nicht schweißbaren Mate­ rial. Die Einsätze können demnach mit den Enden der Rohre nicht verschweißt werden. Man sieht daher endseitig der Rohre Kammern vor, in denen die Einsätze lagefixiert sind.

Aus der DE 38 14 034 A1 ist ein gekrümmtes Gussrohr als Bestandteil eines Rohrstrangs für den Transport von Fest­ stoffen bekannt, wobei endseitig des Gussrohrs in Radial­ ebenen der Radialflansche innenseitige Verschleißeinsätze vorgesehen sind. Die Verschleißeinsätze können in ent­ sprechende Ausnehmungen des Gussbogens eingepresst oder in diesen Ausnehmungen auswechselbar gelagert sein. Die Ausnehmungen sind bei Gussrohren vergleichsweise einfach herstellbar, da sie bereits beim Gießen des Rohrs berück­ sichtigt werden können.

Langgestreckte Rohre werden aus Gewichtsgründen in der Regel nicht aus Gusseisen gefertigt, sondern aus Stahl. Zylindrische Stahlrohre sind gewissermaßen Meterware und werden für den jeweiligen Einsatzfall auf Länge zuge­ schnitten sowie endseitig mit Kupplungsbunden versehen, um die Rohre miteinander verbinden zu können. In den Kupplungsbunden kann eine Aufnahme zur Eingliederung einer Einlage vorgesehen sein. Dabei werden die Kupp­ lungsbunde im Allgemeinen mit dem zylindrischen Stahlrohr verschweißt.

Nachteilig hierbei ist, dass es im Bereich der Schweiß­ naht zwischen dem Kupplungsbund und dem Stahlrohr zu Ver­ sprödungen kommen kann, wodurch die Festigkeit der Ver­ bindung negativ beeinflusst wird. Darüber hinaus sind die Kupplungsbunde relativ teuer, da sie für eine optimale Funktionserfüllung, d. h. exakter Sitz auf dem Stahlrohr und präzise Lageorientierung des Einsatzes spanend bear­ beitet werden müssen. Kosten entstehen ferner durch das Verschweißen des Kupplungsbunds mit dem Stahlrohr.

Je höher der Aufwand für die Herstellung eines Kupplungs­ bunds sowie für die Verbindung des Kupplungsbunds mit dem Stahlrohr ist, desto teurer ist das einzelne Rohr. Wei­ tere Maßnahmen, wie innenseitige Härtung oder zweilagige Ausführung des Stahlrohrs, stellen zusätzliche Kostenfak­ toren dar. Neben hohen anfänglichen Investitionskosten sind auch die Ersatzteilkosten, z. B. beim Austausch eines verschlissenen Rohrs, entsprechend hoch. Hier ist in wirtschaftlicher Hinsicht ein deutliches Rationalisie­ rungspotential vorhanden.

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Rohr zum Transport von Feststoffen zu schaffen, dessen besonders verschleißgefährdeten Enden einfach und kostengünstig herstellbar sind.

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

Kernpunkt der Erfindung bildet das Merkmal, dass ein rohrförmiger Stahlzylinder zur Bildung einer Kammer für die Aufnahme eines ringförmigen Einsatzes an mindestens einem Ende spanlos umgeformt ist, wobei die Kammer durch einen umfangsseitigen radialen Kupplungsbund und einen sich axial erstreckenden Stutzen gebildet ist. Diese An­ ordnung bringt eine Reihe von Vorteilen mit sich.

Zum einen sind außer der spanlosen Umformung keine weite­ ren Fertigungsschritte zur Herstellung des Kupplungsbunds und des Stutzens erforderlich. Somit ist der Fertigungs­ aufwand sehr gering und kostengünstig.

Zum anderen sind der Kupplungsbund und der Stutzen ein­ stückig aus einem Stahlzylinder hergestellt. Schweißnähte zur Verbindung des Kupplungsbunds mit dem Stahlzylinder sind bei der Erfindung nicht erforderlich. Die von Schweißnähten ausgehenden Gefahren der Induktion von Spannungsspitzen, der Versprödung in der thermischen Ein­ flusszone sowie der resultierenden Festigkeitsverringe­ rung sind somit eliminiert.

Der besondere Vorteil der Erfindung liegt in der Ein­ stückigkeit von Stahlzylinder, Kupplungsbund und Stutzen. Dadurch entfallen eine ganze Reihe von Fertigungsschrit­ ten, wie sie bei separat hergestellten Kupplungsbunden erforderlich sind. Das Rohr mit integriertem Kupplungs­ bund und Stutzen ist durch gezielte endseitige Aufweitung des Stahlzylinders sehr einfach und kostengünstig her­ stellbar.

Es ist vorgesehen, das Rohr aus einem relativ kosten­ günstigen Stahl ausreichender Festigkeit herzustellen, wie z. B. St52.

Im Rahmen der Erfindung kann der Stahlzylinder sowohl langgestreckt als auch bogenförmig gekrümmt sein.

In vorteilhafter Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist nach Anspruch 2 der Einsatz durch spanlose Umformung wenigstens von stirnseitigen Abschnitten des Stutzens lagefixiert. Damit ist der Vorteil verbunden, dass eine axiale Verlagerung des Einsatzes aus seiner ihm zugedach­ ten Position effektiv verhindert wird. Die spanlose Um­ formung der Abschnitte des Stutzens kann dabei aus radialer und/oder axialer Richtung zur Längsachse des Rohrs erfolgen. Eine Umformung aus axialer Richtung kann eine Einkerbung an der Stirnseite des Stutzens bewirken, wobei das verpresste Material radial nach innen gerichtete Nasen ausformt.

Bei einer Umformung aus radialer Richtung zur Längsachse des Rohrs hin wird die umfangsseitig äußere Stirnkante des Stutzens gerundet und das verpresste Material wenigstens abschnittsweise, z. B. in Form von Fixiernasen verdrängt.

Es kann zur Ausbildung der Fixiernasen bzw. eines um­ fangsseitig umlaufenden Fixierrings sinnvoll sein, den Stutzen mit stirnseitigem Materialüberschuss zu bemessen, wobei der Stutzen über die Stirnseite des an der durch den Kupplungsbund gebildeten Rückwand der Kammer anlie­ genden Einsatzes ragt. Im umgeformten Zustand kann die Stirnseite des Stutzens mit der Stirnseite des Einsatzes zusammenfallen.

Es ist im Rahmen der Erfindung natürlich auch denkbar, dass der Einsatz in die Kammer eingeklebt ist (Anspruch 3).

Als vorteilhaft wird weiterhin gesehen, wenn der Einsatz einen kleineren Innendurchmesser aufweist als der Stahlzylinder (Anspruch 4). Insbesondere beim einlaufsei­ tigen Ende des Rohrs bewirkt eine Reduzierung des Trans­ portquerschnitts durch den Einsatz eine Verschiebung der kritischen Verschleißzone in Förderrichtung und somit weg vom einlaufseitigen Ende des Rohrs. Einem vorzeitigen Verschleiß in der Nähe des Kupplungsbunds und einem in der Folge drohenden Abriss des Kupplungsbunds wird da­ durch wirkungsvoll begegnet.

Im Falle der Ausführungsform gemäß Anspruch 5 sind die Innendurchmesser des Einsatzes und des Stahlzylinders gleich. Bevorzugt am auslaufseitigem Ende des Rohrs kön­ nen die Innendurchmesser von Einsatz und Stahlzylinder gleich sein. In Zusammenwirkung mit dem Einsatz am ein­ laufseitigen Ende des benachbarten Rohrs kann ein verschleißfester Übergangsbereich ggf. unter Ausbildung einer widerstandsfähigen Stufe durch Einsätze unter­ schiedlichen Innendurchmessers gebildet werden.

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

Fig. 1 im vertikalen Längsschnitt den Endbereich eines Rohrs zum Transport von Feststoffen und

Fig. 2 im vertikalen Längsschnitt den Endabschnitt eines Rohrs zum Transport von Feststoffen ge­ mäß einer zweiten Ausführungsform.

Mit 1 ist in der Fig. 1 ein Rohr zum Transport vom Fest­ stoffen bezeichnet. Es umfasst einen geraden, einlagig ausgeführten Stahlzylinder 2 konstanter Wanddicke WD. Der Stahlzylinder 2 erstreckt sich zwischen den Enden 3 des Rohrs 1, die von einem umfangsseitig umlaufenden radialen Kupplungsbund 4 und einem sich anschließenden koaxial zur Längsachse LA des Rohrs 1 erstreckenden Stutzen 5 gebil­ det werden. Der Kupplungsbund 4 und der Stutzen 5 sind durch spanlose Umformung eines Rohrendes hergestellt und bilden eine endseitig offene Kammer 6, in die ein ring­ förmiger Einsatz 7 rechteckigen Querschnitts aus einem gegenüber dem Rohrmaterial verschleißfesteren Werkstoff eingegliedert ist.

Die Kammer 6 erstreckt sich in axialer Richtung von der die Stirnseite 8 des Stutzens 5 schneidenden Querebene QE bis zu einer am Kupplungsbund 4 ausgebildeten Rückwand 9 der Kammer 6, welche in einer radialen Querebene QE1 liegt. Der Innendurchmesser ID der Kammer 6 ist größer als der Innendurchmesser ID1 des Stahlzylinders 2, wobei die Innenseite 10 der Kammer 6 senkrecht zur Querebene QE verläuft.

Der ringförmige Einsatz 7 erstreckt sich in axialer Rich­ tung ausgehend von der Querebene QE1 in Richtung zur Stirnseite 8 des Stutzens 5 bis zu einer zur Querebene QE parallelen Querebene QE2, die in geringem Abstand zur Stirnseite 8 zur Querebene QE1 hin versetzt ist. Der Ein­ satz 7 weist einen Innendurchmesser ID2 auf, der gleich dem Innendurchmesser ID1 des Stahlzylinders 2 ist.

Der Einsatz 7 kann in die Kammer 6 eingepresst sein. Er kann aber auch in der Kammer 6 verklebt sein.

Fig. 2 veranschaulicht ein Rohr 1a zum Transport von Feststoffen in einer Variante, bei welcher ein Einsatz 7a durch spanlose Umformung eines stirnseitigen Abschnitts 11 des Stutzens 5a lageorientiert ist. Durch spanlose Um­ formung dieses Abschnitts 11 umfasst ein umlaufender Ringkragen 12 die äußere Stirnkante 13 des Einsatzes 7a. Durch den Ringkragen 12 wird der Einsatz 7a gegen die Rückwand 9 der Kammer 6 gedrückt und dadurch lageorien­ tiert. Die Stirnseite 8a des Stutzens 5a verläuft hierbei in der die Stirnseite 14 des Einsatzes 7a schneidenden Querebene QE3.

Es ist zur Fixierung des Einsatzes 7a nicht unbedingt ein umlaufender Ringkragen 12 erforderlich. Es kann vielmehr die Ausbildung von auf dem Umfang verteilten Fixiernasen ausreichend sein.

Bei dieser Variante weist der Einsatz 7a einen kleineren Innendurchmesser ID3 als das Stahlzylinder 2 auf (ID1).

Bezugszeichenliste

1

- Rohr

1

a- Rohr

2

- Stahlzylinder

3

- Ende von

1

4

- Kupplungsbund

5

- Stutzen

5

a- Stutzen

6

- Kammer

7

- Einsatz

7

a- Einsatz

8

- Stirnseite von

5

8

a- Stirnseite von

5

a

9

- Rückwand von

6

10

- Innenseite von

5

11

- Abschnitt von

5

a

12

- Ringkragen

13

- Stirnkante von

7

a

14

- Stirnseite von

7

a
ID- Innendurchmesser von

6

ID1- Innendurchmesser von

2

ID2- Innendurchmesser von

7

ID3- Innendurchmesser von

7

a
QE- Querebene
QE1- Querebene
QE2- Querebene
QE3- Querebene
LA- Längsachse von

1

WD- Wanddicke von

2

Claims (5)

1. Rohr zum Transport von Feststoffen, welches an min­ destens einem Ende (3) einen umfangsseitigen Kupp­ lungsbund (4) und einen sich axial erstreckenden Stutzen (5, 5a) aufweist, wobei in einer durch den Kupplungsbund (4) und den Stutzen (5, 5a) gebildeten Kammer (6) ein ringförmiger Einsatz (7, 7a) aus einem gegenüber dem Rohrmaterial verschleißfesteren Werk­ stoff vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsbund (4) und der Stutzen (5, 5a) durch spanlose Umformung aus einem rohrförmigen Stahlzylinder (2) gebildet sind.

2. Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (7a) durch spanlose Umformung wenigstens von stirnseitigen Abschnitten (11) des Stutzens (5a) in der Kammer (6) lagefixiert ist.

3. Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (7) in die Kammer (6) eingeklebt ist.

4. Rohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (7a) einen kleineren Innendurchmesser (ID3) als der Stahlzylinder (2) aufweist.

5. Rohr nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmes­ ser (ID2) des Einsatzes (7) und der Innendurchmesser (ID1) des Stahlzylinders (2) gleich groß bemessen sind.