DE8135686U1 - Doppelwandiges rohr fuer den feststofftransport - Google Patents

Description

Esser-Werke GmbH, 4788 Warstein Doppelwandiges Rohr für gen Feststofftransport

Die Neuerung bezieht sich auf ein doppelwandiges Rohr für den Feststofftransport gemäß dem Anspruchsoberbegriff.

Doppelwandige Rohre werden zum Beispiel in bergbaulichen Untertagebetrieben für den pneumatischen Transport von kleinstückigem Haufwerk verwendet, das als Versatzmaterial in die ausgekohlten Strebräume eingebracht wird. Darüber hinaus gelangen doppelwandige Rohre beim hydraulischen Transport von Sanden zum Einsatz, insbesondere bei Baggerbetrieben. Die Eigenschaften der zu transportierenden Feststoffe erfordern Rohre mit eine lange Standzeit aufweisenden verschleißarmen inneren Oberflächen. Auf der anderen Seite müssen jedoch dieselben Rohre wiederum so beschaffen sein, daß sie inneren Druckbeanspruchungen sowie den insbesondere beim Transport vom Herstellerwerk zum Einsatzort zwangsläufig auftretenden rauhen Stoßbeanspruchungen gewachsen sind. Um diesen beiden extremen Ansprüchen genügen zu können, hat man sich seit Jahrzehnten bemüht, doppelwandige Rohre zur Verfügung zu stellen, bei denen das Kernrohr speziell auf Verschleißbeanspruchungen und das Mantelrohr auf Druck- sowie Stoßbeanspruchungen abgestellt sind. Dabei ist es erforderlich, daß Kernrohr und Mantelrohr festhaftend aneinanderliegen.

Ein Vorschlag zur Herstellung eines derartigen doppelwandigen Rohrs wird in der DE-AS 10 99 28¹I offenbart. Dort wird das Kernrohr durch Kaltreckung in das Mantelrohr eingeweitet und gleichzeitig bezüglich der Oberfläche verfestigt.

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Durch die DE-PS 8 58 615 ist ein Vorschlag bekannt, wonach ein Rohr aus mehreren Stahllagen besteht, deren Wärmeausdehnungskoeffizienten von innen nach außen abnehmen.

Im Rahmen der DE-PS 7 12 586 wird ein Vorschlag gemacht, gemäß welchem bei einem Zweilagenrohr eine glasharte Innenschicht mit einer nicht härtbaren zähen Außenschicht verschweißt wird. Durch dieselbe Literaturstelle ist es ferner bekannt, ein hochgehärtetes verschleißfestes Kernrohr zu nehmen, über dieses ein Blech aus einem zähen, nicht härtbaren Metall zu einem geschlitzten Mantelrohr zu biegen und aas Mantelrohr anschließend entlang seiner Längskanten zu verschweißen. Durch das Schweißen soll das Mantelrohr auf das Kernrohr aufschrumpfen und den gewünschten unverrückbaren Zusammenhalt bewirken.

Darüber hinaus hat man Kernrohre aus geschlitzten, federnden, verschleißfesten Stählen verwendet, deren Schlitzränder sich vor dem Einfügen in das aus zähem Stahl bestehende Mantelrohr überlappen. Die geschlitzten Kernrohre werden dann durch Innendruck aufgeweitet und gegen das Mantelrohr gepreßt, wobei lediglich die Schlitzränder stumpf aneinander stoßen (DE-PS 5 93 559). In dieser Literaturstelle wird ebenfalls zum Ausdruck gebracht, daß eine Druckaufweitung gegebenenfalls auch ohne Längsschlitz möglich ist. Des weiteren soll das Einweiten des Kernrohrs in das Mantelrohr durch ein entsprechendes Werkzeug durchführbar sein.

Schließlich zählt durch die DE-OS 29 05 071 ein Vorschlag zum Stand der Technik, gemäß welchem ein geschlitztes Kernrohr aus einem härtbaren Werkstoff verwendet wird, dessen Außendurchmesser vor dem Einfügen in das Mantelrohr größer als der Innendurchmesser des Mantelrohrs ist. Die Schlitzbreite und der Außen-

durchmesser sollen so aufeinander abgestimmt sein, daß nach dem Einpressen des Kernrohrs durch radiales Zusammendrücken der Rückfederungseffekt das Festlegen des Kernrohrs im Mantelrohr unter stumpfem Aneinanderstoßen der Schlitzränder bewirkt. Ergänzend zu dieser Maßnahme erfolgt anschließend noch ein Härten des Kernrohrs, wobei durch die beim Härten entstehende Volumenvergrößerung das Kernrohr noch mehr an das Mantelrohr gepreßt wird. Zusätzlich besteht noch die Möglichkeit, das Mantelrohr gegebenenfalls zu kühlen, um die Anpreßkraft zu erhöhen.

bei Würdigung dieser sich über einen Entwicklungszeitraum von mehreren Jahrzehnten erstreckenden Vorschläge wird es augenfällig, daß die Fachwelt offensichtlich noch kein in der Praxis wirklich befriedigendes Konzept an der Hand hat, um doppelwandige Rohre mit einem verschleißfesten Kernrohr und einem zähen Mantelrohr herzustellen. Allen bekannten Vorschlägen ist gemeinsam, und zwar unabhängig davon, ob geschlitzte oder ungeschlitzte Rohre verwendet werden, daß es sich grundsätzlich um Kernrohre I und Mantelrohre handelt, die maßlich so toleriert sind, daß der Außendurchmesser des Kernrohrs nur geringfügig vom Innendurchmesser des Mantelrohrs abweicht. Nur durch Einhaltung dieser engen Toleranzen sah die Fachwelt bislang eine Möglichkeit, die Kernrohre in der erforderlichen Weise an die Mantelrohre pressen zu können. Der Aufwand war somit sowohl hinsichtlich der relativ genau zu fertigenden Rohre als auch mit Bezug auf die Vorrichtungen für das Ineinanderfügen und Härten vergleichsweise hoch.

Der Neuerung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein doppelwandiges Rohr für den Feststofftransport gemäß den Merkmalen im Anspruchsoberbegriff zu schaffen, das im Vergleich zu den bekannten Rohren einen wesentlich geringeren Fertigungsaufwand erfordert, und zwar sowohl, was das verwendete Material als auch

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was die Herstellungsmethode anlangt.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs aufgeführten Merkmalen.

Ein derartiges Rohr ist einfach herzustellen, weil vergleichsweise grob tolerierte Kern- und Mantelrohre verwendet werden können und zur Verbindung der Kern- und Mantelrohre sowie zur Herstellung einer verschleißfesten inneren Oberfläche lediglich ein wiederholt aufeinanderfolgendes Härten erforderlich ist. Es können hierbei neben selbstverständlich gezogenen Rohren auch längsnahtgeschweißte oder spiralnahtgeschweißte Rohre zur Anwendung gelangen. Der Rohrdurchmesser ist unerheblich, so daß jetzt selbst DoppelrohlPe^größeren Durchmessern in wirtschaftlicher 'Weise gefertigt werden können. Transpürt bedingte Unrundheiten werden im Zuge der Rohrmontage automatisch beseitigt.

Der Neuerung liegt in diesem Zusammenhang der Sachverhalt

* zugrunde, daß beim Härten von hierfür geeigneten Kohlenstoffstählen eine Volumenvergrößerung stattfindet. Es wurde nun jedoch ( -) in nicht vorhersehbarer Weise gefunden, daß sich diese Volumenvergrößerung nicht auf einen einmaligen Härtevorgang beschränkt. Vielmehr wurde zur Überraschung festgestellt, daß ein bereits gehärtetes Rohr sich bei nochmaligen wiederholten Härtevorgängen jeweils um einen weiteren Stufensprung dehnt und sich dabei mit Bezug auf den Außendurchmesser stetig vergrößert. Diese überraschende Erkenntnis führte dann zu dem im Stand der Technik bislang nicht bekannten Gedanken, ein Kernrohr nur durch Härten einwandfrei im Mantelrohr festzulegen, wobei Rohre verwendet werden können, welche herstellungs- und/oder transportbedingt selbst große maßliche Abweichungen im Außen- und Innendurchmesser und/ oder Unrundheiten aufweisen.

Es können nunmehr auch sehr grob tolerierte Rohre einfachen Qualitätsstandards zur Herstellung von doppelwandigen Rohren verwendet werden, deren Außendurchmesser gezielt um so viel kleiner als der Innendurchmesser der Mantelrohre bemessen wird, daß die Kernrohre mit ausreichendem Spiel leicht in die Mantelrohre eingeschoben werden können oder es wird der Innendurchmesser der Mantelrohre so gehalten, daß ein leichtes problemloses Zusammenstecken der Rohre gewährleistet ist. Selbstverständlich können beiae Maßnahmen auch kombiniert angewendet werden. Allein schon durch das problemlose Zusammenfügen der Kernrohre und der Mantelrohre werden eine Reihe von bislang vorhandenen Problemen bei der Fertigung von doppelwandigen Rohren für den Peststofftransport eliminiert. Weitere Probleme entfallen dadurch, daß jetzt ausschließlich durch ein wiederholt aufeinanderfolgendes Härten unter stufenweiser radialer Aufweitung die Festlegung der Kernrohre in den Mantelrohren bewirkt und zugleich der gewünschte verschleißfeste Zustand der Kernrohre erreicht wird.

Es ist denkbar, aaß die Erwärmungstemperaturen der Härtestufen gleich bemessen werden. Je nach den Erfordernissen ist es aber auch vorstellbar, daß die Erwärmungstemperaturen der Härtestufen unterschiedlich hoch bemessen werden.

Die Neuerung ist nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 im vertikalen Querschnitt einen sektoralen

Ausschnitt aus einem umfangsseüg geschlossenen doppelwandigen Rohr nacn dem Ineinanderfügen der beiden Rohre, jedoch vor dem Härten und

Fig. 2 dasselbe Rohr nach wiederholt aufeinanderfolgenden Hart eν org äng en.

Das in den Figuren nur teilweise und schematisch veranschaulichte doppelwandige Rohr 1 dient zum hydraulischen oder pneumatischen Transport von Peststoffen. Es setzt sich aus einem inneren Kernrohr 2 aus einem härtbaren Kohlenstoffstahl, beispielsweise C 35j und aus einem äußeren Mantelrohr 3 aus einem zähen Werkstoff, beispielsweise Baustahl, zusammen. Endseitig können nicht näher veranschaulichte Plansche vorgesehen sein. Kernrohr 2 und Mantelrohr 3 sind ungeschützt.

Wie die Fig. 1 zu erkennen gibt, sind die Abmessungen des Kernrohrs 2 und des Mantelrohrs 3 so gewählt, daß auch unter Berücksichtigung der herstellungs- und/oder transportbedingten Toleranzen und/oder Unrundheiten der Außendurchmesser AK des umfangsseitig geschlossenen Kernrohrs 2 gezielt um so viel kleiner als der Innendurchmesser IM des Mantelrohrs 3 bemessen wird, daß das Kernrohr 2 mit ausreichendem Spiel Sp leicht in das Mantelrohr 3 eingeschoben werden kann. Zum Einfügen des Kernrohrs 2 in das Mantelrohr 3 sind mithin keine besonderen Maßnahmen oder Vorrichtungen erforderlich.

Nach dem Einschieben des Kernrohrs 2 in das Mantelrohr 3 wird das Kernrohr 2 wiederholt aufeinanderfolgenden Härtevorgängen unterzogen, wobei sich das Kernrohr 2 weitet, und zwar derart, daß sich nach einer entsprechenden Anzahl von Härtevorgängen - deren Anzahl von dem Spiel Sp zwischen Kernrohr 2 und Mantelrohr 3 bestimmt ist - die äußere Oberfläche k des Kernrohrs 2 satt an die innere Oberfläche 5 des Mantelrohrs 3 angepreßt (siehe Fig. 2).

Auf diese Weise ist folglich nicht nur der gewünschte verschleißfeste Zustand an der inneren Oberfläche 6 des Kernrohrs 2, sondern auch eine festhaftende fläch-ige Anlage des Kernrohrs 2 am Mantelrohrzerzeugt worden.

Claims (1)

1. QR.-ING. W. STUHLMANN - DIPL.-ING. R. WILLERT DR.-iNG. P. H. OIDTMANN

   27.4.1983

   463OBOCHUMI, XR/Sn

   PoztachllaSfacri 1O245O Ihr Zechen Barg.itraBa 1B9

   Fernruf O2 34 / 519 57 Telegr. Siuhlrnannpatant Telex 875 3βΐ awop d

   Schutzanspruch:

   Doppelwandiges Rohr für den Peststofftransport, das ein ,-,. flaramgehärtetes Kernrohr und ein Mantelrohr aus einem zähen Werkstoff aufweist, die durch Härten aneinandergepreßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das auch unter Berücksichtigung der herstellungs- und/oder transportbedingten Toleranzen und/oder Unrundheiten mit Bezug auf seinen Außendurchmesser (AK) gezielt kleiner als der Innendurchmesser (IM) des ungeschlitzten Mantelrohrs (3) bemessene ungeschlitzte Kernrohr

   (2) durch wiederholt aufeinanderfolgendes Härten und dadurch bewirkter stufenweiser radialer Aufweitung zur festhaftenden flächigen Anlage an die innere Oberfläche (IM) des Mantelrohrs (3) gebracht ist.

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