DE2800735C2 - Vorrichtung zum mechanischen Stoßschutz der ringförmigen Schnittfläche am Ende eines glatten Rohres - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum mechanischen Stoßschutz der ringiörmigen Schnittfläche am Ende eines glatten Rohrs verhältnismäßig großen Durchmessers, d. h. eines Durchmessers über cm, gemäß Oberbegriff Patentanspruch.

Eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs ist aus der US-PS 21 56 221 bekannt. Verwendet man diese bekannte Vorrichtung zum Schutz von Rohren mit einem größeren Durchmesser als 20 cm, und verringert man gleichzeitig die Wandstärke des Metallreifens soweit, wie es aus Gründen der Handhabbarkeit des Reifens sowie unter Kostengesichtspunkten wünschenswert wäre, so ergibt sich das Problem, daß die Verriegelung der beiden Enden des Reifens nicht ausreichend starr ist und die Vorrichtung nicht fest genug gegen die Innenseite des Rohrs gedrückt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff Patentanspruch derart weiterzubilden, daß auch bei Rohren mit großem Innendurchmesser die beiden Enden des Reifens sicher verriegelt sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird das Innere der beiden einander überlappenden Enden des Reifens fest zwischen dem anderen Ende und dem Keil durch den Radialdruck verkeilt, so daß die beiden Enden fest und starr miteinander verriegelt sind.

Im nachfolgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F ig. I einen teilweisen Axialschnitt durch ein Rohrende mit einer abgeschrägten Schnittfläche, die durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung geschützt ist, und
F i g. 2 und 3 einen anderen Abschnitt dieser gleichen Vorrichtung, der in gleicher Weise befestigt ist, in einem ein wenig kleineren Maßstab als vorausgehend, und zwar ini Axialschnitt längs Linie II—II in Fig.3 und in einer Ansicht von innen her gemäß dem Pfeil III in Fig. 2.

ίο Das Ende des Rohres 1, das in Betracht gezogen wird, bildet einen Teil eines glatten Rohres mit großem Durchmesser, d. h. über 20 cm, und mit einer verhältnismäßig großen Dicke (die Dicke ist allgemein größer als 1 cm), das dazu bestimmt ist, stumpf mit anderen, analog ausgebildeten Rohren zusammengeschweißt zu werden, um eine Förderleitung für ein Strömungsmittel zu bilden (ölpipeline, Gaspipeline oder dergleichen).

Dieses Rohrende weist eine abschließende, abgeschrägte Schnittfläche auf, d. h. eine Fläche, -die längs einer querverlaufenden, ebenen inneren Ringfläche 2 bearbeitet ist, die außerhalb mit einer kegelstumpfförmigen Fläche 3 verbunden ist.

Die Radialbemessung der ebenen Oberfläche 2 ist verhältnismäßig klein, beispielsweise in der Größenordnung eines Zentimeters.

Der halbe Zentriwinkel an der Oberseite der kegelstumpfförmigen Oberfläche 3 liegt im allgemeinen zwischen 45° und 6C^-*, beispielsweise in der Größenordnung von 55°.

Es ist insbesondere die Oberfläche 2, die vor Stoßen, Schlägen usw. geschützt werden muß.

Gegenüber dieser Oberfläche ist eine analog ausgebildete Oberfläche eines anderen Rohres mit einem kleinen Axialabstand angeordnet, der durch die erste Lage der Schweißung zu verschließen ist, die dazu bestimmt ist, dicht die beiden Oberflächen miteinander zu verbinden: Bei Unregelmäßigkeiten in den genannten Oberflächen läuft man Gefahr, daß sich diese in Abdichtungsfehler der erzielten Schweißnaht umsetzen, wenn man sich vor Augen hält, daß v'kse im allgemeinen durch automatische Verfahren durchgeführt wird, die schlecht zu örtlichen Korrekturen oder Ausbesserungen geeignet sind.

Es ist auch genau die genannte Oberfläche 2, die zugleich der am meisten vorspringende Teil am Rohrende und der Teil ist, der am leichtesten Schaden nehmen kann, denn er ist in Radialrichtung der dünnste Teil: Somit ist er also auch der Teil, der gegenüber Stößen am meisten empfindlich ist.

Um diesen Teil zu schützen, greift man auf eine Abdeckung über, die von einem dünnen, in einen Reifen 4 gebogenen Metallband gebildet ist, das selbst einen doppelt umgebogenen Rand 5,6 aufweist.

Die Dicke dieses Bandes liegt in der Größenordnung eines Millimeters und beträgt noch allgemeiner zwischen 0,5 und 2,5 mm, vorzugsweise zwischen 0,8 und 2 mm.

Der Durchmesser der Außenoberfläche des Reifens ist praktisch gleich dem Durchmesser der Innenoberfläehe des Rohres 1, gegen die der Reifen auf die nachfolgend beschriebene Weise angebracht wird.

Der umgebogene Rand des Reifens, der axial gegen die Oberfläche während der Anbringung des Reifens am Ende des Rohres 1 angelegt wird, weist der Reihe nach eine erste Wand 5 auf, die radial zur Außenseite hin umgebogen ist, sowie einer zweite Wand 6, die radial vom Außenumfang der ersten Wand 5 aus nach innen umgebogen ist.

Die beiden Biegestellen sind in der gleichen Richtung derart ausgeführt, daß die zweite umgebogene Wand 6 sich auf derselben Seite der ersten umgebogenen Wand 5 wie der Hauptteil des Reifens 4 befindet; Wenn jedoch die beiden Biegestellen jeweils in zwei entgegengesetzten Richtungen ausgeführt wären, dann würde die Schnittfläche des Reifens, die sich nicht innerhalb des geschützten Rohrendes 1 befindet, nicht am doppelten Kragen in Anschlag verbleiben, was die Gefahr des Hängenbleibem. hervorrufen könnte, was zum Aufbie- ι ο gen dieses Doppelkragens führen könnte; überdies würde eine derartige Lösung für Herstellungsverfahren schlecht geeignet sein, bei denen sie um einige Genauigkeitsgrade zurückliegen würde.

Die zweite Wand oder der zweite Kragen 6, der vom ersten aus umgebogen ist, ist mit diesem durch einen Ringbereich 7 mit kreisringförmigem Verlauf verbunden. Da der Halbmesser dieses Kreisrings nicht Null sein kann, existiert ein Zwischenraum 8 zwischen den beiden Kragen 5 und 6 mindestens in der Höhe ihrer größten Radien, und die Anordnung bietet gegenüber einer axialen Druckbelastung einen elastischen Widerstand, der eine zusätzliche mehr oder weniger ausgeprägte Verbiegung oder Verformung in der Höhe des kreisringförmigen Verbindungsbereiches eingreifen läßt.

Die Erfahrung zeigt, daß es dieser elastische Widerstand erlaubt, auf hervorragende Weise die Stöße zu dämpfen, die lokal auf den in Betracht gezogenen Doppelkragen ausgeübt werden: Dessen Anwesenheit bewirkt gleichzeitig für den Druck aus örtlichen Stoßen dessen räumliche und zeitliche Verteilung derart, daß diese nicht mehr eine Gefahr bilden, die Schnittfläche des geschützten Rohres zu beschädigen.

Um diese besonders vorteilhafte Wirkung des elastischen Widerstandes zu vervollkommen, kann man in den Zwischenraum 8 ein Dämpfungselement 9 einsetzen, das elastisch bzw. nachgiebig der Drucklast widersteht.

Wenn das Einsetzen dieses Elements in warmem Zustand durchgeführt wird, kann dieses Element aus einem Asbestband gebildet sein.

Dieses genannte Element kann jedoch auch aus jedem anderen wünschenswerten Material bestehen, beispielsweise aus einer Dichtung aus Gummi, aus einem elastomeren Material oder sogar aus einem Kunststoffmaterial wie etwa Polytetrafluoräthylen oder auch durch Stücke von Metallfedern.

Die Radialabmessung des Doppelkragens 5, 6 ist hinlänglich gering vorgesehen, damit nicht die Gefahr besteht, daß der Reifen dwch äußere Teile herausgerissen wird, die in der Höhe dieses engpassenden Kragens vorliegen, nachdem der Kragen gegen die zylindrische Außenfläche C des Rohres 1 verschoben wurde. Der genannte Doppelkragen ist in Wirklichkeit innerhalb der Verlängerung dieser zylindrischen Oberfläche angeordnet, was ihn aus dem Eingriff mit derartigen äußeren Teilen bringt. Wie in Fig. 1 sichtbar ist, ist es von Vorteil, daß der Doppelkragen den größten Teil der Schnittfläche abdeckt, die aus den beiden Oberflächen 2 und 3 zusammengesetzt ist.

Um den oben beschriebenen Reifen mit Doppelkragen herzustellen, kann man auf jede gewünschte Weise vorgehen, vorzugsweise indem man zunächst das Metallbandstück, das diesen Reifen bildet, längs eines zylindrischen Bügels biegt, dann die gewünschten Umbiegungen durch Flachprägen oder Ausschmieden gegen eine geeignete Unterlage oder durch den Durchgang durch eine Profileinrichtung mit Rollen vornimmt; es ist von Vorteil, mit dem zweiten Kragen 6 zu beginnen und mit dem ersten Kragen S zu enden.

Um einen Zwischenraum 10 mit nennenswerter radialer Dicke und hinlänglicher Lüftung zwischen dem Reifen 4 und dem Ende des Rohres 1 freizulassen, an dessen Innenseite der Reifen befestigt Ut₁ drückt bzw. stanzt man vorzugsweise Löcher 11 derart in den Reifen von innen nach außen, daß man auf der Außenoberfläche des genannten Reifens Ränder oder Grate 12 erzeugt, die hinlänglich vorspringen, um die erwünschte Abspreizung zu erreichen.

Das Vorliegen dieses Zwischenraums beseitigt die Gefahr einer innigen Molekularberührung zwischen Reifen und Rohr, wobei diese Berührung auf die Dauer eine Verklebung nach sich ziehen könnte, die das beschädigungsfreie Lösen des Reifens zum gewünschten Zeitpunkt für die Schweißung erschwert

Die Anwesenheit dieses Zwischenraums ermöglicht außerdem ein natürliches Entleeren von Regenwasser, das in den genannten Zwischenraum -.Andringen könnte, durch Ablaufen oder Verdunsten insbesondere über die Löcher 11 hinweg, wobei das Verbleiben dieses Wassers die Gefahr mit sich bringen würde, lästige Oxydationsbzw. Roststellen hervorzurufen.

Es wird nun ein bevorzugtes Montageverfahren für den oben beschriebenen Reifen auf dem Ende des in Betracht gezogenen Rohres beschrieben.

Dieser Reifen ist teilweise von einem Stück eineseinzigen Bandes gebildet, das um einen Winkel gebogen ist, der ein wenig über 360° liegt, derart, daß die beiden äußersten Enden A und B sich teilweise überdecken (F i g. 2 und 3).

Man befestigt entsprechend auf diesen beiden äußeren Enden zwei Platten 13 und 14, die in Form eines Z unter rechten Winkeln umgebogen sind.

Diese beiden Platten begrenzen zusammen mit den Abschnitten des Reifens, auf denen sie angebracht sind, U-förmige Rinnen, deren Öffnungen in L'mfan.^srichtung aufeinander zugewandt sind und die entsprechend zwei seitliche Wangen 15, 16 einer Rinne bilden, die da?;; geeignet ist, spielfrei einen flachen Keil 17 aufzunehmen.

Die beiden Wangen 15 und 16 laufen in der Einschieberichtung des Keiles leicht aufeinander zu, d. h. in einer axialen Eindringrichtung zur Innenseite des Rohres von ihrer Schnittfläche aus (Pfeil Fin F i g. 3).

Der Keil 17 weist im allgemeinen Trapezform auf, deren Verjüngung vergleichbar ist mit dem konvergierenden Verlauf der Wangen 15 und 16.

Aufgrund dieser Tatsache wirkt sich das axiale Einführen des Keils in die oben bezeichnete Rinne in einem fortlaufenden Aufweiten der beiden Wangen 15 und 16 und demnach in einer radialen Ausdehnung des Reifens aus, was diesen mit einer großen Andruckkraft gegen die Innenoberfläche gegenüber dem Ende des Rohres 1 andrückt.

Dieses axiale Einbringen wird durch Hämmern auf einen Ansatz 18 erleichtert, der rechtwinklig von der Platte 17 aus umgebogen ist.

Um das Ausbilden irgendeiner unerwünschten Unebenheit auf der Außenoberfläche des Reifens 4 zu vermeiden, verbindet man die beiden profilierten Platten 13 und 14 vorteilhafterweise mit der Innenoberfläche dieses Reifens durch eine Niet'/Stanzverbindung, die von dei Außenoocrfläcke des Reifens aus durchgeführt ist: Die Hohlnieten, die so ausgebildet sind, sind mit dein Bezugszeichen 19 in den Fig.2 und 3

28 OO 735

bezeichnet.

Um eine besonders feste und starre gegenseitige Verriegelung der beiden äuUcren Enden A und B des Reifens miteinander zu ermöglichen, spart man vorzugsweise in einem der äußeren Enden (dem Ende /Vein Fenster 20 aus, das man in Radialrichtung über die Rinnenwange 16 treten läßt, die auf dem anderen äußeren Ende B angebracht ist.

Die Abmessung dieses Fensters 20 in Axialrichtung ist nur ein wenig größer als die der Wange 16. ist aber kleiner al·: die des Keiles 17.

Zusätzlich ist die Wange 16 derart hinsichtlich der radialen Dicke des Keils bemessen, daß dieser in Radialrichtung gerade hinlänglich Platz hat. um fugenlos zwischen den freien, umgebogenen Rand dieser Wange und die Innenoberfläche des äußeren Endes A des Reifens einzudringen.

Demzufolge beobachtet man während des Verkeilens ein !!!üer Rädi2k!^ri!cl< strhrmlps und sehr wirksames Einklemmen des äußeren Endes A des Reifens zwischen den äußeren Ende Z? des Reifens und dem Keil 17. was je; υ Verformung dieser äußeren Enden unterbindet.

Die Erfahrung zeigt, daß der feste Sitz tier derart erreichten Anbringung des Reifens 4 auf dem Ende des Rohres I bemerkenswert ist und wesentlich größer ist als .ler Sitz, der bei bislang bekannten Anbringungsweisen neobjchtet wurde.

Es ist zusätzlich darauf hinzuweisen, daß die Anbringung des Reifens durch eine Keilverbindung ,iuHorordentlieh einfach und rasch durchgeführt wird.

Das Abmontieren ist ebenso einfach und rasch, da es z'i ilicvcm Zweck ausreicht, den Keil außer Eingriff zu orinjen. :ndeni nun eine axiale Schub- oder Zugwirkung auf den Ansatz 18 in Axialrk'htung entgegengesetzt zur Richtung des Pfeiles /"ausübt, um die Wange 16 aus dem Einschluß im Fenster 20 zu entfernen.

Das genannte Fenster 20 könnte zur Seite der ' Erdschnittflächc des äußeren Endes des Reifens A offen sein, aber mar. zieht es vor. daß es rund um seinen äußeren Umfang geschlossen ist, um derart die Gefahr ungelegenen Verhakens vermeiden zu können, was während der Lagerung oder der Montage durch die beiden gabelzinkenförmigen Laschen hervorgerufen werden könnte, die dann dieses Fenster begrenzen würden.

Diese Vorrichtung bietet zahlreiche Vorzüge gegenüber bereits bekannten Vorrichtungen, insbesondere

¹'· was die Wirksamkeit des sichergestellten Schutzes anbelangt, das leichte Gewicht, das insbesondere ihre Anbringung erleichtert und ihren Gestehttingspreis verringert, den festen Halt dcv Anbringung auf dem Ende des zu schützenden Rohres, das Fehlen einer jeden

-''■ Verklebung und Oxydierung zwischen den montierten Teilen und der kontinuierliche Schutz, der sich über die gesamte zu schützende Schnittfläche erstreckt.

Der Rand des Reifens kann auch in mehr als zwei ringförmigen, aufeinanderfolgenden Falzungen umge-

-> schlagen sein, wobei das sich ergebende axiale Halbprofil des mehrfachen Kragens dann die Form einer flachgedrückten Spirale oder die einer Zickzacklinie aniu'"nien kann.
Soweit im Inhalt der Begriff »Größenordnung eines

^ln Millimeters. Zentimeters oder dergleichen« verwendet wird, so bedeutet dies sowohl »Abmessung in Größe eines Millimeters. Zentimeters us·".« als auch »Größenordnung im Bereich von Millimetern. Zentimetern usw.«

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   28 OO 735

   Vorrichtung zum mechanischen Stoßschutz der ringförmigen Schnittfläche am Ende eines glatten Rohrs verhältnismäßig großen Durchmessers, d. h. eines Durchmessers über 20 cm, mit einem Metallreifen, der spielfrei in das Ende des Rohrs einführbar ist und der um einen radial nach außen umgebogenen Rand verlängert ist, durch den die Schnittfläche abdeckbar ist, wobei der Reifen aus einem einzigen kreisbogenförmig gebogenen Blechstreifen, dessen Enden sich teilweise überlappen, und aus jeweils an den Innenflächen der beiden Enden des Streifens so befestigten profilierten Platten gebildet ist, daß sie die beiden leicht konvergierenden seitlichen Wangen einer Rinne begrenzen, in die spielfrei ein flacher trapezförmiger Keil in axialer Richtung einführbar ist, wobei die Wangen so ausgerichtet sind, daß die Einführung des Keils den Reifen zu dessen Ausweitung belastet, wodurch er sich mit Kraftwirkung gegen die Innenseite des zu schützenden Endes des Rohrs anlegt, dadurch gekennzeichnet, daß das innere (A) der beiden einander überlappenden Enden (A, B) des Reifens (4) von einem Fenster (20) durchbrochen ist, das einen begrenzten radialen Duichlaß für die seitliche Wange (16) der am anderen Ende (B) befestigten Platte (14) ermöglicht, wobei die axiale Abmessung des Fensters (20) etwas größer als die der Wange (16), jedoch kleiner als die des Keils (17) ist