DE6607387U - Rohrabzweigstuecke mit versteifung - Google Patents

Description

V 21 197A7f Gbm 5.8.1970

Vereinigte Österreichische Eisen- und Stahlwerke Aktiengesellschaft, Lins (Österreich)

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Versteifung für Rohrabzweigstucke

Die Neuerung bezieht sich auf eine Versteifung für RohralDzweigstücke, die aus einer zwischen den Zweigrohrschenkeln in deren Yerschneidungsoereieh liegesäen Längsversteifung und wenigstens einem an diese angeschlossenen Querritig besteht^

Eine solche Versteifung hat die Aufgabe, die an der Rohrverschneidung frei werdenden Kräfte aufzunehmen. Die Längsversteifung wird entweder als hufeisenförmiger Biegeträger oder als in den Durchflußbereich vortretende, meist sichelförmige Scheibe ausgeführt. Der Querring soll vor allem einer Aufspreizung der Längsversteifung einen möglichst großen Widerstand entgegensetzen, er wird also von der Längsversteifung her durch zwei gegengleiche Anschlußkräfte belastet. Die V/irkung des Querringes ist um so größer, je kleiner die elastische Verschiebung der Kraftangriffspunkte unter der Einwirkung dieser beiden gegen-

gleichen Anschlußkräfte ist. Frei um das Rohr gelegte Ringe mit zusätzlichen Gelenken verhalten sich beispielsweise besonders weich und bringen daher der Längsversteifung nur eine verhältnismäßig geringe Entlastung. Di© Längsversteifung muß nämlich zunächst selbst so viel an Belastung aufnehmen, bis sie sich so weit aufspreizt, wie es der weiche Querring erfordert, um die AnscnluSkräfte aufzunehmen. Dies ist mit großen Krümmungsänderungen und Biegebeanspruchungen verbunden.

Ein Querring sollte daher so gestaltet werden,

/ daß er das Aufspreizen des Längsbügels bzw. der Längsversteifung möglichst hart hemmt. Wenn beispielsweise die Längsversteifung als biegungsfreies Zugglied ausgebildet werden soll, darf die radiale Verschiebung der Anschlußkraft-· Angriffspunkte am Querring nicht größer sein als das Produkt aus Ringradius und durchschnittlicher Längsversteifungsspannung, da andernfalls das Zugglied gekrümmt, also gebogen werden würde. Derart geringe Verschiebungen sind bisher aber nur bei Anwendung von Zugankern möglich, die an Stelle eines Querringes die Schenkelenden der Längsversteifung geradlinig verbinden, wobei aber der Durchfluiquerschnitt des Eehrsozweigstückes von solch einem Zuganker durchquert werden muß, was meist unerwünscht ist. Übliche Querringe dagegen verhalten

' sich infolge der Biegewirkung um ein Vielfaches weicher.

Bisher werden die Querringe, ob sie nun mit dem Rohrmantel verbunden oder frei um das Rohr gelegt oder gegebenenfalls gelenkig unterteilt sind, in der Regel als Biegeträger ausgebildet. Daraus ergibt sich eine relativ große Deformation unter der Wirkung der Anschlußkräfte der Längsversteifung und damit ein im Verhältnis zum Materialaufwand geringer Entlastungseffekt für die Längsversteifung. Es ist zwar auch schon eine Konstruktion bekannt, ¹^eI der der Querring aus zwei das Hauptrohr umschließenden Zugbändern besteht, die durch Scheiben oder druckfeste Füllkörper aus-

einandergespreizt sind. Bei dieser Lösung ergibt sich eine harte Aufnahme der Anschlußkräfte, jedoch erfordert das Auseinanderspreizen der beiden Zugbänder mit Hilfe der eingelegten Druckscheiben bzw. der Füllkörper viel Raum in Querrichtung zum Rohr und außerdem erhöhte Herstellungskosten.

Demnach liegt der Neuerung die Aufgabe zugrunde, diese Mangel zu beseitigen und eine Versteifung für Rohrabzweigstücke zu schaffen, bei der der Querring unter der Wirkung der Anschlußkräfte bei wesentlich vermindertem

/Λ Materialaufwand eine nur geringe Aufweitung erfährt.

Die Neuerung geht von einer Versteifung für Rohrabzweigstücke aus, die aus einer zwischen den Zweigrohrschenkeln in deren Verschneidungsbereich liegenden Längsversteifung und wenigstens einem an diese angeschlossenen Querring, der mit einem Teil des Rohrmantels tragend zusammen·«·irkt, besteht, und löst die gestellte Aufgabe 1221 wesentlichen dadurch, daß die Schwerlinie des Querringes unter Abweichung von der geschlossenen Kreisform zumindest angenähert einer Seillinie folgt, die sich aus den Anschlußkräften der Längsversteifung einerseits und den auf des mittragenden Teil des Rohrmantels wirkenden Flüssigkeitskräften gegebenenfalls einschließlich der durch Swäsgungs-

( ' erscheinungen hervorgerufenen Störkxäfte anderseits ergibt. Es wird also zumindest angenähert an jeder Stelle des Querringes die Biegebeanspruchung infolge der Anschlußkräfte der Längsversteifung durch die Biegebeanspruchung infolge des Plüssigkeitsdruckes auf den mit dem Querring zusammenwirkenden Rorlhmantelteil wenigstens näherungsweise aufgehoben, so daß der Querring keinen Biegeträger mehr darstellt} sondern ein Zugglied bildet, woraus sich die bessere Ausnützung der Materialfestigkeit, also der verminderte Materialbedarf durch die verringerte Aufweitung des Ringes ergeben. An Stelle der bei der bekannten Konstruktion mit den Zugbändern

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vorhandenen Druckscheiben bzw. Füllkörper übernimmt nun das unter Innendruck stehende Rohr selbst das Aufspreizen der Zugglieder, so daß Raum und Kosten eingespart v/erden. Vom mittragenden Rohrmantelteil werden bei Innendruck auf den restlichen Querring vorwiegend nur radiale Druckkräfte übertragen, wofür im allgemeinen die Kontaktwirkung bereits ausreicht, was einen zusätzlichen Vorteil bei der Baustellenmontage großer Rohrabzweigstücke mit sich bringt. Die gegebenenfalls mit zu berücksichtigenden Störkräfte „. sind darauf zurückzuführen, daß im mittragenden Rohrmantelteil Verschneidungen vorhanden sein können und daß das elastische Verhalten dieses Rohrmantelteiles und des restlichen Querringes verschieden sein kann.

Neuerungsgemäß weist der Querring in den Bereichen seiner kleinsten Höhe in an sich bekannter Weise eine nur geringe oder keine Biegesteifigkeit auf. Dadurch wird erreicht, daß sich die Seiilinie mogliehst nahe um den Rohrmatel schließt, so daß sich die kleinsten Abmessungen für den Querring ergeben.

Da zwischen dem mittragenden Rohraantelteil und cLesi restlichen Cue? cLug, bsi Innendruck i™ yesestlich.es sur Druckkräfte zu übertragen sind,kann der Querring in weiterer Ausbildung der Neüerusg in as sieh ibekasater Weise bloS aus einert Außengurt und einem zwischen diesem und dem Rohrmantel angeordneten druckfesteü Füllkörper bestehen.

2s überschreitet nicht den Rahmen der Neuerung, wenn der Querring in sich geknickt, also in zwei oder mehreren zueinander geneigten Ebenen angeordnet ist. Selbstverständlich können auch zwei oder mehrere Querringe oder mehrere Längsversteifungen vorhanden sein.

In der Zeichnung ist der Neuerungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigen 5¹Xg, 1 ein Rohrverzweigungsstück mit Außenversteifung im

Axialschnitt,
Fig. 2 in Ansicht gemäß Pfeil II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie III-III der !ig.2

im größeren Maßstab und
Fig. 4 eine Ausführungsvariante in gleicher Darstellungsweise.

Das Rohrabzweigstück besteht aus dem Rohrschenkel 1 und den beiden Zweigrohrschenkeln 2, 3. Zur Versteifung ist eine als hufeisenförmiger Bügel ausgebildtete Längsversteifung 4 vorgesehen, die zwischen den beiden Zweigrohrschenkeln 2,3 indderen Verschneidungsebene liegt und an einem Querring angeschlossen ist. der aus einem Außengurt und einem Steg 6 besteht, wobei der Teil 7 (Fig. 3 -nd 4) des Rohrmantels mit dem ^uerring mi tirade nd zusaar enwirkt. Die Schwerlinie 8 des Querringes 5,6,7 weicht, wie Fig. 2 erkennen läßt, von der geschlossanen Kreisform ab und folgt wenigstens angenähert einer Seillinie, die sich aus den Anschlußkräften 8 der Längsversteifung 4 einerseits und den auf den Teil 7 des Rohrmantels wirkenden Flüssigkeitskräften anderseits ergibt. Es wird also die sich aus den Anschlußkräften 9 ergebende Biegebeanspruchung durch die aus dem Flüssigkeitsdruck auf den Teil 7 folgernde Hegebeanspruchung zumindest angenähert aufgehoben. Bei der Ermittlung der Schwerpunkte der einzelnen Querringquerschnitte einschließlich des mitwirkenden Rohrmantelteiles 7 kann letzterer mit einem Korrekturfaktor angesetzt werden, um zu berücksichtigen, daß sich infolge des dort vorhandenen mehrachsigen Spannungszustandes im Teil 7 andere ßlastizitätsverhältnisse ergeben als in dem restlichen Querring. Dort, wo die Anschlußkräfte 9 angreifen, braucht der Querring bzw. der Außengurt des Querringes keine scharfe Knickstelle aufzuweisen, es kann vielmehr eine Abflachung vorgesehen weraai, wenn eine entsprechende Materialverstärkung am Außengurt angeordnet wird. An den Stellen "lOkann der ,uerring eine verminderte oder iceine .Biegesteifigkeit aufweisen.

Bei der AusführungsVariante nach Fig. 4 ist der Steg des Querringes durch einen druckfesten Füllkörper 11

ersetzt, der selbstverständlich auch eine andere Querschnittsform aufweisen kann. Im übrigen kann der Steg 6 Durchbrechungen oder örtlich verstärkte Stellen aufweisen, um eine bessere Anpassung der Schwerlinie an die vorgesehene Seillinie zu erreichen. Auch der Außengurt braucht nicht an allen Stellen den gleichen Querschnitt und gleiche Festigkeitseigenschaften aufzuweisen.

Claims (3)

Patentanwalt D:pl.-ing. Walter Jadcisdi Stuttgart N, Menzelstraße *Q Vereinigte österr. A 31 848 - Br Eisen- und Stahlwerke Aktiengesellschaft Schutzansprüche

1.) Rohrabzweigstück mit Versteifung, bestehend aus einer zwischen den Zweigrohrschenkeln in deren Verschneidungsbereich liegenden Längsversteifung und wenigstens einem an diese angeschlossenen Querring, der mit einem Teil des Rohrmantels tragend zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwerlinie

(8) des Querringes (5,6,7) unter Abweichung von der geschlossenen Kreis form zumindest angenähert; einer Seillinie folgt, die sich aus den Anschlußkräften

(9) der Längsversteifung (4) einerseits und den auf den mittragenden Teil (7) des Rohrmantels (1) wirkenden Flüssigkeitskräften gegebenen-falla einschliesslich der durch Zwängungserscheinungen hervorgerufenen Störkräfte andererseits ergibt.

2.) Rohrabzweigstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querring (5,6,7) in den Bereichen

(10) seiner kleinsten Höhe in an sich bekannter V/eise eine nur geringe oder keine Biegesteifigkeit aufweist.

3.) Rohrabzweigstück nach Anspruch 1 oder 2_S dadurch gekennzeichnet, daß der Querring in an sich bekannter Weise aus einem Aussengurt (5) und einem zwischen diesem und dem Rohrmantel (1) angeordneten druckfesten Füllkörper (11) besteht.