DE3731987A1 - Rohrhalterung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrhalterung in einer Öffnung einer Platte, insbesondere eines Wärmetauschrohres in einer Stützplatte eines Hochtemperaturwärmetauschers, bei der das Rohr unter Zwischenschaltung von mindestens einem hülsenartigen, zweiteilig ausgebildetem Verschleißschutzelement in der Öffnung gelagert und in dieser Lage durch eine Schweißung gesichert ist.

Aus der DE-PS 34 47 264 ist eine solche Rohrhalterung bekannt, bei der mindestens eine vorzugsweise ringförmige Auftragsschweiße auf dem Rohr vorgesehen ist, die in kraftschlüssigen und/oder formschlüssigen Eingriffen mit der Innenfläche mindestens eines zweiteilig ausgebildeten Verschleißschutzelementes steht, wobei die Innenfläche der beiden Teile des Verschleißschutzelementes entweder glatt oder mit einer in Richtung des Rohrumfanges versehenen Rippe oder Nut versehen ist. Bei dieser Rohrhalterung kann sich das Rohr entsprechend den wechselnden thermischen und/oder mechanischen Belastungen innerhalb zulässiger Grenzen axial verschieben, weil insbesondere durch die Stützplatte hervorgerufene Reibbeanspruchungen von der Auftragsschweiße als Verschleißteil in Verbindung mit dem Verschleißschutzelement aufgenommen und von der Rohrwand ferngehalten werden. Eine derartige Rohrhalterung setzt voraus, daß auf dem Rohr eine Auftragsschweiße aufgebracht werden darf. Ein Einsatz dieser Rohrhalterung ist aber dann nicht möglich, wenn eine Rohrhalterung vorgesehen werden muß, bei der das eingesetzte Rohr in seiner Festigkeit in keiner Weise - so z.B. durch eine Schweiße - beeinträchtigt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Rohrhalterung konstruktiv derart weiter zu entwickeln, daß bei mindestens gleichbleibenden Fertigungskosten der Rohrhalterung das Rohr frei von jeglichen festigkeitsmäßigen Beeinträchtigungen in einer Stützplatte gehalten wird.

Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, daß jeder Teil des Verschleißschutzelementes an einem Ende mindestens eine angeformte Klemmlasche und am anderen Ende mindestens eine der Klemmlasche angepaßte rechteckige Ausnehmung aufweist und daß die Klemmlaschen in der Rohrhalteposition der beiden Teile auf jeder Seite der Platte jeweils das andere, mit den Ausnehmungen versehene Ende des anderen Teils kraft- und formschlüssig überlappen. Die mit Klemmlaschen und rechteckigen Ausnehmungen versehenen Teile des Verschleißschutzelementes lassen sich in kostengünstiger Weise aus einer bandförmigen Werkstoffolie nahezu verschnittfrei fertigen, wobei Form- und Größengleichheit der Fertigung entgegenkommt. Diese Teile werden hierauf entsprechend dem Außenradius des zu haltenden Rohres gebogen. Zwei Teile werden auf das in der Öffnung der Platte in der entsprechenden Stellung positionierte Rohr von beiden Seiten der Platte über das Rohr in die Öffnung der Platte eingeschoben, bis ein senkrecht zur Rohrachse befindlicher Kantenrand einer Klemmlasche eines Teiles eines Verschleißschutzelementes auf einen gleichfalls senkrecht zur Rohrachse liegenden Kantenrand einer Ausnehmung des anderen Teils des Verschleißschutzelementes stößt. Danach werden die beiden Teile des Verschleißschutzelementes mit dem Rohr kraftschlüssig verbunden, beispielsweise durch Umbiegen der Klemmlaschen des einen Teils über das andere Ende des anderen Teils. Jede Länge einer Klemmlasche kann beliebig gewählt werden, vorzugsweise sollte sie aber bei einer Klemmlasche die Hälfte, bei zwei Klemmlaschen je Teil ein Viertel des Außenumfanges des Rohres betragen. Die rechteckige Ausnehmung hat verschiedene Aufgaben zu erfüllen. Zum einen soll sie ein Aufschieben der beiden Teile in die Rohrhalteposition und gegebenenfalls ein Umbiegen der Klemmlaschen erleichtern. Zum anderen bestimmen sie in Verbindung mit den Klemmlaschen den axialen Bewegungsspielraum von Rohr und Verschleißschutzelement in der Öffnung der Platte. Die rechteckige Ausnehmung kann verschiedentlich ausgeführt sein, beispielsweise in Form eines Ausschnittes oder in Form einer querschnittsmäßig keilförmigen Bearbeitungsfläche.

Befinden sich an den Enden eines Teils eines Verschleißschutzelementes jeweils nur eine Klemmlasche und eine rechteckige Ausnehmung, dann können diese jeweils auf einer der beiden Längsseiten des Teils oder beide nur auf einer Längsseite des Teils des Verschleißschutzelementes angeordnet sein, wobei insbesondere die erste Möglichkeit zur Anwendung geeignet ist. Beide Anordnungen unterscheiden sich aber hinsichtlich der Fertigung aus einer bandförmigen Werkstoffolie wie auch hinsichtlich des Einrichtens des Verschleißschutzelementes auf einem Rohr nicht.

Um ein kraftschlüssiges Überlappen möglichst frei von einer Verdrillung herbeizuführen, ist es zweckmäßig, wenn jeder Teil des Verschleißschutzelementes an einem Ende zwei zueinander symmetrisch angeordnete Klemmlaschen und am anderen Ende zwei rechteckige Ausnehmungen aufweist. Beide Klemmlaschen eines Teils eines Verschleißschutzelementes sind in der Rohrhalteposition der beiden Teile beiderseits des Rohres angeordnet und lassen sich in dieser Lage jeweils mit der gleichen Kraft oder gleichen Maßnahme, beispielsweise durch Klemmung oder durch Schweißung, mit dem anderen Teil des Verschleißschutzelementes verbinden.

Hinsichtlich einer verschnittfreien Fertigung ist es auch zweckmäßig, wenn die Klemmlasche an jedem Teil des Verschleißschutzelementes rechtwinklig zur Rohrachse angeformt ist.

Damit auch sichergestellt ist, daß eine kraft- und formschlüssige Verbindung zwischen dem Verschleißschutzelement und dem Rohr vorliegt, ist es ferner zweckmäßig, wenn die beiden Teile in der Rohrhalteposition mindestens einen zur Rohrachse parallelen Spalt bilden. Das Vorsehen eines Spaltes vermeidet ein gegenseitiges Abstützen der Teile des Verschleißschutzelementes und stellt sicher, daß die Teile auf dem Rohr bei der durch die Klemmlaschen bewirkten kraftschlüssigen Verbindung nicht durch mangelnde Reibung verschoben werden können.

Durch das Überlappen der Klemmlaschen des einen Teils und das mit Ausnehmungen versehene Ende des anderen Teils vergrößert sich der Durchmesser des hülsenartigen Verschleißschutzelementes um mindestens die Dicke einer Klemmlasche. Um ein bezüglich der Platte beiderseitiges Herausgleiten des Verschleißschutzelementes aus der Öffnung der Platte zu verhindern, ist es ferner zweckmäßig, wenn der Durchmesser der Öffnung in der Platte kleiner ist als der um die Dicke einer Klemmlasche vergrößerte Außendurchmesser des Verschleißschutzelementes.

Damit das Rohr in der Öffnung der Platte entsprechend einer ständig ändernden thermischen und/oder mechanischen Belastung innerhalb einer vorgegebenen Grenze eine axiale Bewegung ausführen kann, ist es überdies zweckmäßig, wenn der axiale Mindestabstand zwischen Klemmlasche und Ausnehmung eines Teils um einen vorgegebenen Bewegungsabstand größer ist als die Dicke der Platte. Daraus ergibt sich, daß die Länge eines Teils eines Verschleißschutzelementes weitestgehend von der Dicke der Platte, dem vorgegebenen Bewegungsabstand und einer zweifachen Breite der Klemmlasche bestimmt ist. Die Größe der rechteckigen Ausnehmung hängt dabei von der Breite der Klemmlasche und von der Dicke des Teils des Verschleißschutzelementes ab.

Bei dieser Rohrhalterung ist das Verschleißschutzelement mit dem Rohr ohne jegliche Schweißnaht kraft- und formschlüssig verbunden. Um ein durch Schwingungen, Erschütterungen oder thermische bzw. mechanische Belastungen hervorgerufenes Lockern der Verbindung zu verhindern, ist es auch zweckmäßig, wenn die Klemmlasche eines Teils in der Rohrhalteposition mit dem anderen Teil und/oder mit der anderen Klemmlasche desselben Teils verschweißt sind. Da die Schweißverbindung nur zwischen den Teilen und/oder den Klemmlaschen des Verschleißschutzelementes zustandekommt, ist stets gewährleistet, daß das Rohr frei von festigkeitsbeeinflussenden Schweißnähten in der Öffnung der Platte gehalten wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Schrägansicht einer Rohrhalterung mit einem zweiteiligen Verschleißschutzelement, an dem jeweils zwei Klemmlaschen angeformt sind,

Fig. 2 eine Ansicht eines Teils eines in Fig. 1 gezeigten Verschleißschutzelementes im halbgefertigten Zustand,

Fig. 3 eine Schrägansicht der in Fig. 1 gezeigten Rohrhalterung vor dem form- und kraftschlüssigen Verbinden der Teile des Verschleißschutzelementes,

Fig. 4 eine Ansicht eines Querschnittes einer Rohrhalterung mit umgebogenen Klemmlaschen eines Verschleißschutzelementes,

Fig. 5 eine Ansicht eines Querschnittes einer Rohrhalterung mit miteinander verschweißten Teilen eines Verschleißschutzelementes.

Gemäß Fig. 1 ist ein Rohr (1) durch eine in einer Stützplatte (2) befindliche Öffnung (3) hindurchgeführt. Zwischen der Öffnung (3) in der Stützplatte (2) und dem Rohr (1), dessen Durchmesser kleiner ist als der der Öffnung (3) befindet sich ein aus zwei in Form und Größe gleichgroßen Teilen (4′, 4′′) bestehendes Verschleißschutzelement (4). Gemäß Fig. 2 haben diese Teile (4′, 4′′) im halbgefertigten Zustand die Form jeweils eines Rechteckes, das entsprechend dem Außendurchmesser des Rohres (1) zu einer Halbschale geformt wird. An jedem dieser Teile befinden sich an einem Ende (5′) senkrecht zur Teil- bzw. Rohrachse (6) zwei Klemmlaschen (7) und am anderen Ende (5′′) im Bereich der Ecken des Teils jeweils eine rechteckige Ausklinkung oder Ausnehmung (8) in Form eines Ausschnittes. Die Breite jedes Teils beträgt einen halben Außenumfang des Rohres (1), vorzugsweise ist sie so gewählt, daß die beiden Teile (4′, 4′′) in der Rohrhalteposition mindestens einen zur Rohrachse (6) parallelen Spalt (9) bilden, der sicherstellt, daß die beiden Teile einerseits satt auf dem Rohr (1) aufliegen und andererseits ein Abstützen der Teile aufeinander vermieden wird, damit zwischen den Teilen (4′) und (4′′) einerseits und dem Rohr (1) andererseits der erforderliche Kraftschluß vorliegt. Die Länge jedes Teils (4′, 4′′) bestimmt sich aus der Dicke (S) der Stützplatte (2), einer zweifachen Breite (B) der Klemmlasche (7) sowie einem Bewegungsabstand (C), der in Verbindung mit der Dicke (S) der Stützplatte (2) auch den Kantenabstand von Klemmlasche (7) und Ausnehmung (8) festlegt. Die Länge (L) der Klemmlasche (7) ist dem äußeren Umfang des Rohres (1) angepaßt und beträgt im dargestellten Fall jeweils ein Viertel des äußeren Umfanges des Rohres (1). Für den Fall, daß sich jeweils nur eine Klemmlasche (7) an jedem Teil (4′, 4′′) eines Verschleißschutzelementes (4) befindet, entspricht die Länge der Hälfte des äußeren Umfanges des Rohres (1). Die Größe der rechteckigen Ausnehmung (8) hängt dagegen von der Breite (B) der Klemmlasche (7) und der Dicke (D) des Teils (4′; 4′′) ab. Bei einem aus zwei zu Halbschalen geformten Teilen (4′, 4′′) bestehenden Verschleißschutzelement (4) werden, nachdem das Rohr (1) durch die Öffnung (3) der Stützplatte (2) in die entsprechende Endposition gebracht worden ist, auf jeder Seite der Stützplatte (2) jeweils ein Teil (4′, 4′′) auf das Rohr (1) aufgelegt und in die Öffnung (3) eingeschoben, wobei sich die Klemmlaschen (7) eines jeden Teils (4′, 4′′) auf jeder Seite der Stützplatte (2) befinden (Fig. 3). Der Einschubvorgang findet sein Ende bis die Klemmlaschen (7) des einen Teils (4′) über die rechteckigen Ausnehmungen (8) des anderen Teils (4′′) gleiten und die senkrecht zur Rohrachse liegenden Kantenränder der Klemmlasche (7) und Ausnehmungen (8) aufeinander stoßen. In dieser Position überlappen die Klemmlaschen (7) das andere Ende des anderen Teils kraft- und formschlüssig. Die kraftschlüssige Überlappung kommt beispielsweise gemäß Fig. 1 und 4 dadurch zustande, daß die beiden Klemmlaschen (7) des einen Teils (4′) des Verschleißschutzelementes (4) über das andere Ende (5′′) des anderen Teils (4′′) des Verschleißschutzelementes (4) gebogen werden, wobei zur Sicherung die einander zugewandten Enden der Klemmlaschen miteinander und/oder mit dem anderen Teil (4′′) des Verschleißschutzelementes (4) verschweißt sind. Gemäß Fig. 5 besteht auch die Möglichkeit, zwischen den Klemmlaschen (7) und dem Ende des anderen Teils (4′′) des Verschleißschutzelementes (4) jeweils eine Schweißnaht (10) zu setzen. Da der Durchmesser der Öffnung (3) in der Stützplatte (2) so gewählt ist, daß er kleiner ist als der um die Dicke (D) einer Klemmlasche (7) vergrößerte Außendurchmesser des Verschleißschutzelementes (4), besteht für das in der Öffnung (3) lose geführte Rohr (1) mit dem Verschleißschutzelement (4) keine Möglichkeit aufgrund der Umklammerung der Klemmlaschen (7) um das Ende (5′) des anderen Teils (4′′) des Verschleißschutzelementes (4) bei einer axialen Bewegung über den vorgegebenen Bewegungsabstand (C) hinaus aus der Öffnung (3) der Stützplatte (2) zu gleiten.

Claims (7)

1. Rohrhalterung einer Öffnung einer Platte, insbesondere eines Wärmetauschrohres in einer Stützplatte eines Hochtemperaturwärmetauschers, bei der das Rohr unter Zwischenschaltung von mindestens einem hülsenartigen, mindestens zweiteilig ausgebildeten Verschleißschutzelement in der Öffnung gelagert ist und in dieser Lage durch eine Schweißung gesichert ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Teil (4′, 4′′) des Verschleißschutzelementes (4) an einem Ende (5′) mindestens eine angeformte Klemmlasche (7) und am anderen Ende (5′′) mindestens eine der Klemmlasche (7) angepaßte rechteckige Ausnehmung (8) aufweist, und daß die Klemmlaschen (7) in der Rohrhalteposition der Teile (4′, 4′′) auf jeder Seite der Platte (2) jeweils das andere, mit der Ausnehmung (8) versehene Ende (5′′) des anderen Teils (4′′) kraft- und formschlüssig überlappen.

2. Rohrhalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Teil (4′, 4′′) des Verschleißschutzelementes (4) an einem Ende (5′) zwei zueinander symmetrisch angeordnete Klemmlaschen (7) und am anderen Ende (5′′) zwei rechteckige Ausnehmungen (8) aufweist.

3. Rohrhalterung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmlasche (7) an jedem Teil (4′, 4′′) des Verschleißschutzelementes (4) rechtwinklig zur Rohrachse (6) angeformt ist.

4. Rohrhalterung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (4′, 4′′) in der Rohrhalteposition mindestens einen zur Rohrachse (6) parallelen Spalt (9) bilden.

5. Rohrhalterung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Öffnung (3) in der Platte (2) kleiner ist als der um die Dicke (D) einer Klemmlasche (7) vergrößerte Außendurchmesser des Verschleißschutzelementes (4).

6. Rohrhalterung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Mindestabstand zwischen Klemmlasche (7) und Ausnehmung (8) eines Teils (4′; 4′′) um einen vorgegebenen Bewegungsabstand (C) größer ist als die Dicke (S) der Stützplatte (2).

7. Rohrhalterung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmlasche (7) eines Teils (4′) in der Rohrhalteposition mit dem anderen Teil (4′′) und/oder mit der anderen Klemmlasche (7) desselben Teils (4′) verschweißt ist.