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Die
erfindungsgemäße Rohrtragschelle dient dem Tragen
von Rohrleitungen für Flüssigkeiten oder für
Gase in einem Temperaturbereich von etwa –20°C
bis +100°C. Bei einer Umgebungstemperatur von 20°C
ergibt das Temperaturdifferenzen von 40°K bis 80°K.
Die Schelle soll möglichst wenig Wärmefluss gestatten.
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Die
Erfindung befasst sich mit dem Bereich zwischen dem Äußeren
des Rohres (1) und der Metallrohrtragschelle, die aus den
Halbschellen (2, 3) besteht und mit der Isolation
(4, 5). Insbesondere befasst sie sich mit der
Innenisolation (4), also dem ringförmigen Zwischenraum
zwischen dem Rohr und dem Metalltraghalbschellenpaar (2, 3),
dem inneren Isolierring (4). Dieser ringförmige
Zwischenraum soll den sonst unvermeidlichen direkten Temperaturübergang
zwischen dem Rohr und den Metalltraghalbschellenpaar mindern. Mit
einer Füllung für diesen ringförmigen
Zwischenraum muss aber neben der Isolationsfunktion auch das Tragen
der Last des Rohres mit Rohrisolation und Inhalt über eine
Länge von 6 m bewirkt werden. Es handelt sich dabei um
Rohre von DN 10 bis DN 326 mm.
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Es
ist Stand der Technik, dass dieser ringförmige Zwischenraum
mit einem Hartschaum mit Λ = 0,06 W/mK gefüllt
wird und dies in Form von 2 fast baugleichen Halbringen. Bei diesem λ-Wert
ist PUR-Hartschaum so dicht, dass er die Rohrlast über die
6 m mit einem Halbring tragen kann. Seine Isolierfähigkeit
ist jedoch kleiner als die des Hartschaums der Rohrisolation selbst.
Diese liegt bei λ = 0,03 W/mK. Dabei ist der innere Isolierring
meistens etwas breiter als die Metalltragschelle. Ein äußerer
Isolierring (5) mit ähnlichen Abmessungen kommt
seit einigen Jahren zusätzlich zum Einsatz. Die gleichzeitige Montage
von 4 Halbringen, 2 aus Stahl und 2 aus Hartschaumstoff an dem noch
nicht befestigten Rohr, ist schwierig und zeitraubend.
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Dies
war sicher einer der Gründe dafür, dass sich Fertighalbschalenpaare
mit einem inneren und einem äußeren Isolierring
(4, 5) um die jeweilige Metalltragschellenhalbpaar
(2, 3) herum durchsetzten. Der Rohrleger muss
nicht mehr gleichzeitig mit dem noch losen Rohr und vier Halbringen
hantieren. Selbst dann, wenn das Metalltraghalbschalenpaar (2, 3)
die Taupunkttemperatur der Umgebungsluft erreicht, entsteht bei
dieser Ausführung mit innerer (4) und äußerer
Isolierung (5) dort kein Tau, weil die Luftfeuchtigkeit
das Metalltragschellenhalbpaar (2, 3) wegen der
Isolation (4, 5) nicht erreichen kann. An der
Metalltraghalbschelle (2) befindet sich aber die Metallverbindung
an das Gebäude und das meistens in Form eines auf die Metalltragschelle
aufgeschweißten Anschlussteils (6), bisher einer
Anschlussmutter mit der in sie eingeschraubten Traggewindestange
(7). Bei der auch von außen isolierten Metalltraghalbschelle
(2) liegt dieser Punkt im nichtsichtbaren Bereich der Metallhalbschelle
(2) und behält zwangsläufig dort deren
Temperatur. Es gibt also am Anschlussteil (6) im Gegensatz
zu allen anderen Punkten der Metalltragschelle einen statisch einwandfreien
und ungeschmälerten und durchgehenden Metallzusammenhang
mindestens mit der Querschnittsfläche der Anschlussgewindestange
(7).
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Durch
die Temperatur der Metalltraghalbschelle (2) könnte
sich dort Schwitzwasser bilden, wenn der Taupunkt erreicht werden
sollte und dies auch dann, wenn die Anschlussgewindestange (7) bis
zur Oberfläche der äußeren Isolation
(5) mit Isolierstoff umhüllt ist. Wenn das tragende
Metall aus verzinktem Stahl besteht, könnte sich deshalb
z. B. bei einer in etwa 3 m Höhe verlegten Rohrleitung
eine Korrosionsstelle bilden, die erst nach Jahren durch Abreißen
entdeckt wird und dabei eine Kettenreaktion für das gesamte
Leitungsstück auslösen könnte.
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Die
Erfindung setzt zum einen hier an:
Die Traggewindestange (7)
hat im Verhältnis zu ihrem Querschnitt eine kleine Oberfläche.
Bei Vergrößerung dieser Oberfläche zwischen
dem Metalltragschellenhalbpaar (2) und dem Außenbereich
der Isolierung (5), kann der Metallübergangsbereich
zwischen dieser Metalltraghalbschelle (2) und Außenisolation
(5) wichtige Plustemperaturdifferenzen über die
Außenisolation aufnehmen und dadurch die Temperatur am Übergang
der Gewindestange (7) zur Außenluft auf eine Temperatur
oberhalb des Taupunktes anheben.
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Dies
könnte z. B. durch Lamellen auf der Gewindestange (7)
geschehen. Ein wirkungsvoller Ansatz wäre aber möglich,
wenn das Anschlussteil (6), das üblicherweise
eine Anschlussmutter ist, als kurzer Gewindestutzen (6)
mit dem Durchmesser der Gewindestange (7) in die Metalltraghalbschelle
(2) eingeschweißt wird. In diesem Gewindestutzen
(6) wird dann zunächst anstelle der Gewindestange
(7) das Bauteil (8) eingeschraubt. Dieses Bauteil
besteht aus einem unteren Flacheisen (9) mit Breite der
Metalltraghalbschelle (2), das mit einer Mutter (10)
mittig verschweißt ist und dessen beiden freien Enden in Richtung
Außenisolationsgrenze (5) gebogen sind und dies
deckungsgleich mit der Metalltraghalbschelle (2).
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Ein
ebenso breites Flacheisen (11), das parallel zur Rundung
der Außenisolation (5) im Inneren aber dicht an
der äußeren Grenze verläuft, wird mit den
beiden freien Enden des Flacheisens (11) verschweißt.
Auf dieses Flacheisen (11) wird die Anschlussmutter (12)
genau da aufgeschweißt, wo üblicherweise die Gewindetragstange
(7) verläuft. Die Gewindestange (7) wird
eingeschraubt. Das Bauteil (8) mit seinen Teilen (9, 10, 11, 12)
ersetzt also nur ein kleines Stück der Gewindestange (7)
und dies mit gleichen statischen Eigenschaften, wie bisher auch gefordert,
aber mit einer vielfach vergrößerten Oberfläche,
die den Temperaturaustausch zwischen Metalltraghalbschelle (2)
und der Außenluft durch Temperaturübergänge
innerhalb der Außenisolation absichert.
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Natürlich
müssen die beiden Flacheisen (
9,
11)
den statischen Erfordernissen entsprechen, die sonst die durchgehende
Gewindestange (
7) leistet. (Ein ähnlicher Ansatz
mit demselben Ziel, aber getrennt von der Rohrtragschelle, liegt
im Patent
DE 10 2008 004
341 84 vor).
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Da
die unbelastete Isolation des Rohres den λ Wert = 0,03
W/mK hat, und die übliche Isolation der innen- und außen
isolierten Metalltragschelle, aber wegen der Last einen λ Wert
von 0,06 W/mK hat, und man Wert darauf legt, dass die isolierte
Rohrleitung äußerlich ohne Sprünge glatt
durchgeht, bedeutet das, dass die normale Rohrisolation in der Praxis überdimensioniert
wird. Die Erfindung arbeitet im Bereich der innen- und außenisolierten
Metalltragschelle mit Stützen wie einzelnen Gummischlauchstücken (
12,
13),
(ähnlich denen des Patentes
DE 3411989 A1 (F 162 3/16) Diese Stützen
nehmen 10% des von ihnen gebildeten ringförmigen Freiraumes
zwischen Rohr und Metalltragschelle ein und können die
gesamte Rohrlast mit Inhalt und Isolation über 6 m Rohrlänge
weitaus sicherer tragen, als es der Isolierschaum mit λ 0,06
W/mK kann.
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Rohrlänge
weitaus sicherer tragen, als es der Isolierschaum mit λ =
0,06 W/mK kann.
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Die
Stützen (12, 13) mit λ = 0,15
W/mK finden ihren Halt durch einen zu ihnen gehörenden Schlitz,
mit dem sie durch das Metalltraghalbschellenpaar (2, 3)
an ihrem Platz gebunden bleiben. Bei kleinen und denen entsprechenden
leichten Rohrdurchmessern können die Stütze (12)
aus verhältnismäßig weichem Gummi bestehen,
und sie lassen sich problemlos über eine Metalltragschellenohr
hinweg an ihrem Platz montieren.
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Bei
großen Rohrdurchmessern, mit entsprechend großem
Gewicht müssen die Stützen aber aus einem harten
Material, wie z. B. aus Hartgummi bestehen, der ebenfalls einen
Wert von λ = 0,15 W/mK hat. Ein Schlitz in einem so harten
Material könnte aber nicht mehr über das Tragschellenohr
zu 1 oder 2 gezogen werden. Deshalb gibt es die Stützen
(13). Bei ihnen wird die Außenseite der Stütze
mit einer Spannschraube mit Spannmutter (14) gebildet.
Der verbleibende Freiraum, also der Bereich zwischen Rohr und Stützen
(12, 13) und Metalltraghalbschelle (2, 3)
und der äußere Freiraum zwischen Metalltraghalbschellenpaar
(2, 3) und der Grenze der äußeren Isolation
(5) wird mit Isolierschaumstoff mit λ = 0,03 W/mK
ausgefüllt. Da aber die Stützen (12, 13)
unter der Last geringfügig nachgeben könnten und
der leichte Isolierschaum nicht tragen soll, muss er gummiähnlichen
Charakter haben.
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Wenn
D die Fläche ist, die die Last tragen soll, gilt als Vergleichszahl:
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bestehende Lösung für die Lastaufnahme der vollen
6 m durch den Schaumstoff Π·D·0,06
- • Für die Erfindung: Π·D·0,1·0,15
+ π·D·0,9·0,03 = π·D(0,015
+ 0,027) = π·D·0,042
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Es
wird also bei verbesserter Stabilität eine verbesserte
Isolierfähigkeit erreicht.
(0,042 : 0,06) = 0,7
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Konsequenterweise
könnte deshalb die Gesamtisolation der zugehörigen
Rohre wegen der verbesserten Isolierwirkung der Isoliertragschellen,
die der schwache Punkt sind, verkleinert werden. Die Tragfähigkeit
der Gummischlauchstücke ist mehr als 10 × größer,
als die des Isolierschaumes, mit 0,06 W/mK. Es ist heute üblich,
dass die zweiteilige Isolierschelle mit innenliegender Metalltragschelle
fertig geliefert wird und vom Rohrleger eingebaut wird. Das kann
auch bei Einsetzen der Gummischlauchstücke so bleiben,
erfordert aber für den Hersteller, die Anschaffung von
fast 30 druckfesten Gießformen für die einzelnen
Rohrdurchmesser und dies mit der Gefahr, dass die normale Rohraußenisolation
durch die technische Entwicklung immer dünner wird, während
die Gießformen für die Schellen nur mit Aufwand
angepasst werden könnten.
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Es
wird daher vorgeschlagen, das Metalltragschellenpaar (2, 3)
komplett, aber ohne Isolierschaumstoff mit λ = 0,03 W/mK
einzubauen.
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Hierzu
müsste der Isolierer – wie üblich – seine
normale Rohrisolation beiderseits bis an die Rohrtragschelle (2, 3)
anarbeiten. Der dann verbleibende Schlitz könnte provisorisch
mit einem Blechband abgedichtet werden, dann könnte eine
wenigstens an der Oberfläche diffusionsdichte Schaumstoffflüssigkeit
mit λ Schäume dieser Art gibt es bereits. Diese Vorgehensweise
könnte nicht nur den aufwendigen Formenbau einer jeden
beidseitigen Isoliertragschelle einsparen, sondern auch den bisher
erforderlichen diffusionsdichten beiderseitigen Anschluss der Rohrisolation
an die vorisolierte Rohrtragschelle (2, 3, 4, 5)
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Hierbei
handelt es sich um eine Komplettierung, der erfindungsgemäßen
Rohrschelle vor Ort.
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Diese
Herstellungsweise ist an der fertigen Schelle erkennbar. Es handelt
sich dabei auch um einen Rohrschelle nach Anspruch 1.
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Ausführungsbeispiele:
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1 Zeigt
die komplette Rohrisoliertragschelle mit Rohr 1, Stützen 12,
Metalltragschellenhalbpaar 2, 3, Anschlussgewindestutzen 6 und
das gesamte Bauteil 8, das die Vergrößerung
der Oberflächen der Gewindetragstange 7, im isolierten äußeren
Bereich 5 bewirkt und dies mit dem beschriebenen Bauteilen 9, 10, 11, 12.
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2 Zeigt
einen Schnitt durch 1
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3 Zeigt
einen Schnitt durch eine Stütze mit weichem Gummi 12.
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4 Zeigt
einen Schnitt durch eine Stütze mit hartem Gummi 13 und
der zugehörigen Spannschraube mit Muttern.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10200800434184 [0009]
- - DE 3411989 A1 [0010]