DE971942C

DE971942C - Auf Biegung und Knickung beanspruchter Rohrtraeger

Info

Publication number: DE971942C
Application number: DED3829D
Authority: DE
Inventors: Bela Barenyi; Erwin Hitzelberger
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1944-02-15
Filing date: 1944-02-15
Publication date: 1959-04-16

Description

Auf Biegung und Knickung beanspruchter Rohrträger Die Erfindung bezieht sich auf Rohrträger, die auf Biegung und Knickung beansprucht werden und z. B. als Flugzeugholm oder Gestellteil für Kraftfahrzeuge Verwendung finden können.
Rohrarmierungen sind für die verschiedensten Aufgabenstellungen bereits bekannt. So werden Bandageringe zur Erhöhung der tangentialen Zugfestigkeit innerhalb von Rohrwänden, insbesondere im Bereich der Rohrnaht, verwendet. Ganz allgemein dienen diese Ringe zur Erhöhung der Druckfestigkeit in Hochdruckleitungen, insbesondere in Hochdruck-Wasserleitungen.
Bei Säure- und Seewasserleitungen, die korrosiv wirkende Medien führen, sind Weichmetallrohre bekannt, die wegen ihrer geringen Festigkeit durch Drahtgeflechte oder perforiertes Blech stabilisiert werden sollen. Das Drahtgeflecht wird hierbei in die Rohrwandung eingedrückt. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, für den gleichen Zweck Eisenrohre zu verwenden. In diesem Fall wird das Rohr zum Zwecke des Eindrückens des Materials der Außenwandung des Rohres in die Öffnungen, Durchbrechungen, Maschen, Ausbuchtungen oder Vertiefungen der Ummantelung erhitzt.
Rohrwandungen, die großen Wärmespannungen ausgesetzt sind, bei denen insbesondere ein erhebliches Temperaturgefälle innerhalb der Wandung auftritt, werden in bekannter, zweckmäßiger Weise aus übereinandergeschobenen Rohrschalen oder Rohrteilen zusammengesetzt, die an ihren Stoßkanten Dehnungsspalte für die Wärmeausdehnung aufweisen.
Zum Unterschied zu den genannten Rohrarmierungen liegt der Erfindung das Problem zugrunde, mit möglichst einfachen Mitteln eine erhebliche Vergrößerung des Trägheitsmomentes von im wesentlichen zylindrischen oder langrunden, auf Biegung und Knickung beanspruchten Rohren zu erzielen.
Untersuchungen haben ergeben, daß bei der Biegebeanspruchung eines Holmes stets die gleichen. äußeren Fasern, wenn die Biegebeanspruchung von einer gleichen Richtung erfolgt, fortlaufendnur auf Zug bzw. Druck beansprucht werden. Die neutrale Faser bleibt nur sehr gering beansprucht. Um die Rohre in der auf Zug und Druck beanspruchten Zone zu verstärken, werden sie erfindungsgemäß mit Versteifungskörpern, bestehend aus Ringen und mit diesen fest zusammenhängenden Laschen, ausgerüstet, wobei die Laschen in der Zug- und Druckzone des Rohrkörpers liegen.
Auf diese Weise können die Laschen sehr leicht die entsprechende Beanspruchung der unmittelbar benachbarten Fasern des Rohres mitübernehmen.
Vorzugsweise bestehen die Versteifungskörper aus einem mit Ausnehmungen versehenen Versteifungsrohr, das auf bzw. in den Rohrträger eingeschoben wird. Es hat sich dabei als besonders zweckmäßig herausgestellt, daß die Ringelemente, die Verbindungslaschen und die Versteifungsrohrausnehmungen der Versteifungskörper durch Randumbördelungen oder Sicken ihrerseits wieder versteift sind. Bei Rohrträgern mit konischer Form kann auch der erfindungsgemäße Versteifungskörper zweckmäßigerweise konisch ausgeführt werden.
Eine weitere mögliche Ausführungsform des Rohrträgers wird durch die Teilung des Rohrholmes in zwei halbzylindrische Schalenhälften erzielt. Die Längsteilung kann sich auch auf mehrere Abschnitte beziehen. Diese längsteiligen Abschnitte sind durch darüber angeordnete Versteifungskörper miteinander verspannt. Handelt es sich um einen inneren Versteifungskörper, so kann auch dieser vorzugsweise in Längsrichtung geteilt werden. Diese längsteiligen Abschnitte können dann durch den äußeren zu versteifenden Rohrträger zusammengehalten werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung zu entnehmen. Auf dieser ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt, und zwar zeigen Abb. I und 2 eine Außenversteifung eines Rohres in Seitenansicht und im Querschnitt nach der Linie II-II von Abb. I, Abb. 3 ein innenversteiftes Rohr, Abb. 4 und 5 ein zylindrisches Rohr, das durch ein mit randversteiften Ausnehmungen versehenes übergeschobenes Rohr versteift ist, in Seitenansicht und im Querschnitt nach der Linie V-V von Abb. 4, Abb. 6 ein außenversteiftes, konisches Rohr.
In allen Abbildungen ist das zu versteifende Rohr mit a, in den Abb. I bis 3 und 6 ist der Versteifungskörper mit b, in den Abb. 4 und 5 mit d bezeichnet.
Die Art der Versteifung ergibt sich aus den Abbildungen ohne weiteres. Nach den Ausführungsbeispielen von Abb. I, 3 und 6 sind Ringe durch die Längslaschen c miteinander verbunden, die bei auf Biegung beanspruchten Rohren in der Zug- und Druckzone liegen. Es können die Ringabstände, die Dicke der Ringe und ihre Breite entsprechend der auftretenden Belastung verschieden--groß sein.
Man kann nach dem Ausführungsbeispiel der Abb. 6 die Rohre a auch konisch ausführen; entweder um die aus Ringen und Verbindungslaschen bestehenden Versteifungsskelette leicht auf- bzw. einschieben zu können, oder um einen Körper gleicher Biegefestigkeit zu schaffen. Es können die Verbindungslaschen c gleich stark und gleich dick sein, es kann aber auch die Laschenbreite und -dicke entsprechend der Belastung wechseln.
Die aus Ringen und @ Verbindungslaschen bestehenden Versteifungsskelette können entweder aus für sich hergestellten, aber fest miteinander verbundenen Ringen und Laschen bestehen, oder sie sind aus einer ebenen Blechtafel herausgearbeitet, z. B. ausgestanzt und dann zu dem das Rohr-- versteifenden Rundskelett aufgerollt worden. Das zu versteifende Rohr a kann auch aus mehreren längsgeteilten Abschnitten, insbesondere aus zwei halbkreisförmigen Schalenhälften bestehen, die durch aufgelegte Ringe miteinander verspannt sind. Auch das Versteifungsskelett kann aus mehreren Teilen bestehen. Diese Teile können z. B. auch mit leichter Vorspannung in das Rohr a eingeschoben sein, so daß sie in diesem Fall von diesem zusammen- bzw: in ihrer Lage gehalten werden.
Die gegebenenfalls erforderliche dauernde Verbindung des zu versteifenden Rohres ca mit dem Versteifungsskelett kann durch Ein- oder Aufschrumpfen oder auch auf andere Art, z. B. durch Schweißen, erfolgen. Gegebenenfalls kann eine innere und äußere Versteifung gleichzeitig vorgesehen sein.
Eine Verstärkung der Versteifung kann weiterhin dadurch erfolgen, daß man die Bänder der Ringe b und Laschen c hochbördelt, so daß z. B. U-förmige Querschnitte des Laschen- und Ringmaterials sich ergeben. Es kann eine zusätzliche Versteifung auch durch Sicken erfolgen, die in den Ringen b oder Laschen c vorzusehen sind.
Beim Ausführungsbeispiel nach Abb. q. und. -5 ist über das zu versteifende Rohr a- ein 'zweites Rohr d geschoben, das eine Anzahl runde- Löcher e aufweist, deren Randkanten hochgebördelt *sind, dabei brauchen die Löcher e des Außenrohres d nicht gerade kreisrund zu sein. Die Löcher e° können entsprechend der auftretenden Belastung- verschieden sein oder in unterschiedlicher Dichte gruppiert .sein. Die Erfindung eignet sich auch für die Versteifung von Rohren mit einem langrunden Querschnitt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Auf Biegung und Knickung beanspruchter Rohrträger, der z. B. als Flugzeugholm oder Gestellteil für Kraftfahrzeuge Verwendung finden kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrträger (a) mit Versteifungskörpern, bestehend aus Ringen (b) und mit diesen fest zusammenhängenden Verbindungslaschen (c), ausgerüstet ist, wobei die Laschen (c) in der Zug- und Druckzone des Rohres (a) liegen.
2. Rohrträger nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Versteifungskörper aus einem auf bzw. in den Rohrträger geschobenen, mit Ausnehmungen versehenen Versteifungsrohr besteht.
3. Rohrträger nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringelemente, Verbindungslaschen und Versteifungsrohrausnehmungen der Versteifungskörper durch Randumbördelungen und/oder Sicken ihrerseits wieder versteift sind.
4. Rohrträger nach den Ansprüchen i bis 3, der konisch ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die zugehörigen Versteifungskörper der konischen Form des Rohrträgers angepaßt sind.
5. Rohrträger nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrträger aus mehreren längsgeteilten Abschnitten, insbesondere aus zwei halbzylindrischen Schalenhälften besteht, die durch die darüber angeordneten Versteifungskörper miteinander verspannt sind.
6. Rohrträger nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Versteifungskörper in Längsrichtung geteilt und durch den Rohrträger zusammengehalten sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 152 419, 2,51 867, 256 9i8, 468 432, 5o6 630, 538 130, 705 692, 7i9 62o; USA.-Patentschriften Nr. 922 400, 2 401 542; britische Patentschrift Nr. 15 70i vom Jahre 1902; Dubbel : Taschenbuch für den Maschinenbau, I, S. 8o6 (q.. Auflage, 1924).