DE10146186C1 - Shear element for absorbing tensile forces of pipe connection comprises strand of several sheet metal discs whose thickness is less than their diameter and which are threaded on flexible traction strip - Google Patents
Shear element for absorbing tensile forces of pipe connection comprises strand of several sheet metal discs whose thickness is less than their diameter and which are threaded on flexible traction stripInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Scherelement in Form eines Zugkräfte einer Rohrverbindung aufnehmenden Strangs, zur wenigstens teilweisen Ausfüllungen eines zwischen Muffenteil und Steckende der Rohrverbindung freigehaltenen Ringkanals, der jeweils durch Ringnuten in dem Muffenteil und dem Steckende der Rohrverbindung gebildet wird.The invention relates to a shear element in the form of a tensile force a pipe-connecting strand, at least partial fillings of one between the socket part and the plug end of the pipe connection kept free ring channel, each through Ring grooves in the socket part and the plug end of the pipe connection is formed.
Eine solche mittels Verbindungselement bzw. mittels Scherelement schubgesicherte Rohrverbindung ist beispielsweise aus der DE 23 57 260 A1 bekannt. Das dort beschriebene Verbindungselement besteht aus aneinandergereihten Zylindern, Kugelkörpern oder dergleichen aus Stahl oder Eisen, die von einer elastischen schlauchartigen Hülle umschlossen sind. Ein solches Verbindungselement ist beispielsweise auch aus der AS 11 82 483 bekannt. Dort ist als Verbindungselement ein Metallseil vorgesehen, dass in gummielastisches Material eingebettet ist.Such by means of a connecting element or by means of a shear element shear-proof pipe connection is for example from the DE 23 57 260 A1 known. The connecting element described there consists of lined up cylinders, spherical bodies or the like made of steel or iron by an elastic are enclosed in a tubular casing. Such one The connecting element is, for example, also from AS 11 82 483 known. There is a metal cable as a connecting element provided that is embedded in rubber-elastic material.
Weiterhin ist bekannt, solche Verbindungselemente als Polya midstäbe oder PVC-Stäbe auszuführen.It is also known to use such connecting elements as polya mid rods or PVC rods.
Aus der DE 29 02 278 B1 ist beispielsweise ein Verbindungselement bekannt, das aus Kugeln ausgebildet ist, die als massive Druckkörper auf Draht aufgezogen sind.DE 29 02 278 B1, for example, describes a connecting element known, which is formed from balls that are massive Pressure bodies are drawn on wire.
Derartige Verbindungselemente in Form von Stäben aus Kupfer oder weichem Stahl sind mit dem Nachteil behaftet, dass sie ohne Hilfsmittel nicht in dem zwischen Muffenteil und Steckende der Rohrverbindung freigehaltenen Ringkanal eingeschoben werden können. Sie müssen vielmehr mit Hilfe eines Hammers oder eines ähnlichen Werkzeuges in den Ringkanal hinein getrieben werden. Sowohl Stäbe aus weichem Stahl als auch Stäbe aus Polyamid oder PVC sind mit dem Nachteil behaftet, dass sich das Material bei starker Beanspruchung der Verbindung auf Zug oder Druck derart plastisch verformt, dass eine Demontage der Rohrverbindung durch einfaches Herausziehen der Verbindungselemente bzw. Scher elemente nicht mehr möglich ist. In hochbeanspruchten Verbindung, wie den zugfesten Steckmuffenverbindungen von Steigleitungsrohren, können diese Scherelemente nicht verwendet werden, da sie in diesen sogar abgeschert werden.Such connecting elements in the form of rods made of copper or Soft steel has the disadvantage of being without Aid not in the between the socket part and the plug end of the Pipe connection kept free ring channel inserted can. Rather, you need to use a hammer or a Similar tools are driven into the ring channel. Both rods made of soft steel and rods made of polyamide or PVC have the disadvantage that the material heavy use of the connection on train or pressure such plastically deformed by dismantling the pipe connection simply pull out the connecting elements or shear elements is no longer possible. In highly stressed Connection, such as the tension-proof push-in socket connections from Riser pipes, these shear elements cannot be used because they are even sheared off in these.
Wird beispielsweise eine Kette aus auf Draht aufgereihten Kugeln verwendet, wie dies aus der DE 29 02 278 B1 bekannt ist, kommt es bei Zug- oder Druckbelastung häufig zu Beschädigungen des Muffenteils und des Steckendes der Rohrverbindung, und zwar weil die Kugeln nur punktuell auf den Kanten der Ringnut in der Muffe und in dem Steckende aufliegen, was dort zu Belastungsspitzen im Material führt.For example, a chain of balls lined up on wire used, as is known from DE 29 02 278 B1, it comes with tensile or compressive loads often damage the Part of the socket and the plug end of the pipe connection, namely because the balls only selectively on the edges of the ring groove in the sleeve and lie in the plug end, which leads to peak loads in the Material leads.
Ein Scherelement der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der FR 1.310.712 bekannt. Dort sind zwei mögliche Ausführungsformen von. Scherelementen beschrieben, nämlich einerseits ein etwa streifenförmiges Scherelement mit flexiblen Brücken nach Art von Filmscharnieren zwischen den einzelnen Scherkörpern sowie ein Scherelement mit einem Zugelement, auf dem Scherkörper aufgereiht sind. Diese Scherkörper sind ebenfalls als Rolle oder Zylinder ausgebildet, was, wie vorstehend beschrieben, nicht erwünscht ist.A shear element of the type mentioned is known for example from FR 1.310.712 . There are two possible embodiments of. Described shear elements, namely on the one hand an approximately strip-shaped shear element with flexible bridges in the manner of film hinges between the individual shear bodies and a shear element with a tension element on which the shear body is lined up. These shear bodies are also designed as rollers or cylinders, which, as described above, is not desirable.
Deshalb ist bereits vorgeschlagen worden, anstelle von Kugeln zylinderförmige Körper zu verwenden, die auf einem Draht aufgereiht sind. Eine solche Verbindung ist in der Anwendung vorteilhaft, jedoch verhältnismäßig aufwendig zu erstellen, da die Herstellung solcher Zylinder bzw. Rollen, die mit Drehautomaten aus Stäben gefertigt werden, aufwendig ist.That is why it has already been proposed instead of bullets to use cylindrical body on a wire are lined up. Such a connection is in use advantageous, but relatively expensive to create, because the manufacture of such cylinders or rollers with Automatic lathes are made from bars, which is expensive.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Scher- bzw. Verbindungselement der eingangs genannten Art zu schaffen, das die vorstehend genannten Nachteile nicht aufweist und das insbesondere einfach zu fertigen ist.The invention is therefore based on the object of a shear or To create connecting element of the type mentioned that does not have the disadvantages mentioned above and that is particularly easy to manufacture.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved with the features of the claim 1 solved.
Diese Blechscheiben sind vorzugsweise auf dem Zugelement dicht gepackt und nicht miteinander verbunden.These sheet metal disks are preferably sealed on the tension element packed and not connected.
Ein so ausgebildetes Scherelement weist verschiedene Vorzüge gegenüber den bekannten Scherelementen auf. Einerseits können Blechscheiben in beliebiger Kontur und Stärke gestanzt werden. Andererseits können diese maschinell auf Zugelemente aufgefädelt werden. Dadurch wird erheblich an Bearbeitung der sonst spanend herzustellenden Rollen oder Kugeln gespart.A shear element designed in this way has various advantages compared to the known shear elements. On the one hand can Sheet metal disks can be punched in any shape and thickness. On the other hand, these can be threaded onto tension elements mechanically become. This will significantly reduce the amount of machining saved rolls or balls to be saved.
Die Flexibilität eines so hergestellten Scherelements ist verhältnismäßig einfach über die Dicke der Blechscheiben und der Anordnung auf dem Zugelement einstellbar. Die Krafteinleitung des Scherelements in die Rohrverbindung ist über den Umfang der Rohrverbindung gleichmäßiger. Schließlich lässt sich das Scherelement gemäß der Erfindung leichter in den Ringkanal bzw. die Ringnuten der Rohrverbindung einbringen und auch wieder herausnehmen. Da die Zug- und Druckkräfte bzw. Scherkräfte über eine verhältnismäßig viel größere Anzahl von einzelnen Elementen verteilt wird, ist die Belastung der einzelnen Blechscheiben beim Auftreten von sehr hohen Scherkräften verhältnismäßig gering.The flexibility of a shear element so produced is relatively simple about the thickness of the sheet metal and the Arrangement on the tension element adjustable. The introduction of force of the shear element in the pipe connection is over the circumference of the Pipe connection more uniform. After all, you can Shear element according to the invention easier in the ring channel or insert the ring grooves of the pipe connection and again remove. Because the tensile and compressive or shear forces over a relatively much larger number of individual elements distributed, is the load on the individual sheet metal discs when very high shear forces occur low.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Scherelements gemäß der Erfindung weisen die Blechscheiben eine Vieleckige Kontur auf, die dem Strang einen vieleckigen Querschnitt verleiht.In a preferred embodiment of the shear element according to According to the invention, the sheet metal disks have a polygonal contour which gives the strand a polygonal cross-section.
Vorzugsweise besitzen die Blechscheiben eine etwa quadratische Kontur. Gegenüber runden Scherelementen ergibt sich der Vorzug einer besseren Spannungsverteilung in der Steckmuffenverbindung. Runde oder auch zylinderförmige Scherkörper sind mit dem Nach teil behaftet, dass diese entweder punkt- oder linienförmig in dem Ringkanal für das Scherelement anliegen. Die Auflagefläche eines Scherelements aus Blechscheiben mit quadratischer oder rechteckiger Kontur ist demgegenüber deutlich erhöht. Insgesamt wird das Tragverhalten des Scherelements verbessert, so dass höhere Scherkräfte aufgenommen werden können.The sheet metal disks preferably have an approximately square shape Contour. It is preferred over round shear elements a better voltage distribution in the push-in joint. Round or cylindrical shear bodies are with the after partly afflicted that these are either punctiform or linear in the ring channel for the shear element. The contact surface a shear element made of sheet metal with square or rectangular contour, on the other hand, is significantly increased. All in all the load-bearing behavior of the shear element is improved, so that higher shear forces can be absorbed.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Scher elements gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass das Zugelement als Blechstreifen ausgebildet ist. Ein solcher Blechstreifen als Zugelement ist einerseits besonders einfach herzustellen, andererseits lassen sich die Blechscheiben verhältnismäßig einfach auf diesen auffädeln.In a particularly preferred embodiment of the shear elements according to the invention it is provided that the tension element is designed as a sheet metal strip. Such a sheet metal strip as On the one hand, tension element is particularly easy to manufacture, on the other hand, the sheet metal disks can be proportionate just thread on it.
Vorzugsweise besitzt der Blechstreifen einen rechteckigen Querschnitt, der in Einbaulage in Zugkraftrichtung der Rohr verbindung biegesteif ist. Die Biegesteifigkeit des Blech streifens in Zugkraftrichtung ergibt sich daraus, dass dessen Höhe ein Vielfaches der Breite beträgt und dessen Ausrichtung in dem Ringkanal so gewählt ist, dass dessen längste Seite sich in Zugkraftrichtung erstreckt.The sheet metal strip preferably has a rectangular one Cross-section of the pipe in the installation position in the direction of tensile force connection is rigid. The bending stiffness of the sheet strip in the direction of the tensile force results from the fact that its Height is a multiple of the width and its orientation in the ring channel is chosen so that its longest side is in Traction direction extends.
Zweckmäßigerweise ist das Zugelement wenigstens an einem Ende mit einer Zugöse, Zugkausche oder dergleichen versehen. An dem jeweils davon abliegenden Ende muss das Zugelement lediglich eine Verdickung oder einen festen Anschlag bilden. Die Blechscheiben können jeweils rechteckige Durchtritte für das Zugelement aufweisen, so dass über das Zugelement eine Ausrichtung des Strangs in Umfangsrichtung desselben möglich ist.The tension element is expediently at least at one end provided with a towing eye, thimble or the like. To the the pulling element only needs to be located from each end form a thickening or a firm stop. The Sheet metal discs can each have rectangular passages for that Have tension element, so that over the tension element Alignment of the strand in the circumferential direction of the same possible is.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.The invention is described below with reference to one of the drawings illustrated embodiment explained.
Es zeigenShow it
Fig. 1 einen Schnitt durch eine Rohrverbindung gemäß der Erfindung, Fig. 1 shows a section through a pipe connection according to the invention,
Fig. 2 eine Ansicht eines Scherelements gemäß der Er findung, Fig. 2 is a view of a shearing element according to the invention He,
Fig. 3 eine Ansicht einer Blechscheibe als auf einem Zugelement aufgereihter Scherkörper und Fig. 3 is a view of a sheet metal disc as a sheared body on a tension element and
Fig. 4 einen Längsteilschnitt durch das Scherelement gemäß der Erfindung. Fig. 4 is a partial longitudinal section through the shear element according to the invention.
Die in Fig. 1 dargestellte Rohrverbindung besteht aus zwei im Schnitt dargestellten Stahlrohren, wie sie beispielsweise als Steigleitungsrohre in den Sümpfungsbrunnen von Braunkohlen tagebauen Anwendung finden. Zwei Verbindungsabschnitte der Rohre sind jeweils als Muffenteil 1a und Steckende 1b ausgebildet. Das Steckende 1b weist auf seinem Außenumfang eine umlaufende Nut 2b auf, die bei Verbindung der Rohre mit einer am In nenumfang des Muffenteils 1a verlaufenden Nut 2a einen um laufenden Ringkanal 3 bildet, der bei dem dargestellten Aus bildungsbeispiel einen quadratischen Innenquerschnitt bildet. Die Nut 2a am Innenumfang des Muffenteils 1a mündet in einen nur andeutungsweise dargestellten Einfädelkanal 4, welcher sich zum Außenumfang des Muffenteils 1a öffnet und das Einführen des in Fig. 2 dargestellten Scherelements 5 ermöglicht.The pipe connection shown in Fig. 1 consists of two steel pipes shown in section, as they are used, for example, as riser pipes in the swamp wells of lignite opencast mines. Two connecting sections of the pipes are each designed as a socket part 1 a and plug end 1 b. The plug end 1 b has on its outer circumference a circumferential groove 2 b, which forms a circumferential ring channel 3 when connecting the pipes with a groove in the inner circumference of the socket part 1 a 2 a, which forms a square inner cross section in the illustrated example , The groove 2 a on the inner circumference of the sleeve part 1 a opens into a threading channel 4 , which is only indicated, which opens to the outer circumference of the sleeve part 1 a and enables the shear element 5 shown in FIG. 2 to be inserted.
Das Scherelement 5 umfasst einen Blechstreifen 6 mit recht eckigem Querschnitt als Zugelement sowie auf diesem dicht gepackte und lose angeordnete Blechscheiben 7, die die Scher körper bilden.The shear element 5 comprises a sheet metal strip 6 with a rectangular cross section as a tension element and on this tightly packed and loosely arranged sheet metal discs 7 , which form the shear body.
Wie dies Fig. 3 zu entnehmen ist, besitzen die Blechscheiben 7 eine etwa quadratische Außenkontur und sind mit einem rechteckigen Durchbruch 8 versehen, der in seinem Querschnitt demjenigen des als Zugelement dienenden Blechstreifens 6 etwa entspricht. Die Außenkontur der Blechscheiben 7 ist an den Innenquerschnitt des Ringkanals 3 angepasst.As can be seen in FIG. 3, the sheet metal disks 7 have an approximately square outer contour and are provided with a rectangular opening 8 , the cross section of which corresponds approximately to that of the sheet metal strip 6 serving as a tension element. The outer contour of the sheet metal discs 7 is adapted to the inner cross section of the ring channel 3 .
Sowohl die als Scherkörper dienenden Blechscheiben 7 als auch der Blechstreifen 6 bestehen vorzugsweise aus Stahlblech. Der Querschnitt des Blechstreifens 5 ist dabei so gewählt, dass er in einer Ebene biegesteif, hingegen der sich senkrecht hierzu erstreckenden Ebene flexibel ist. Sinnvollerweise ist die Einbaulage des Scherelements 5 so gewählt, dass dieses in Umfangsrichtung flexibel ist und sich dem Verlauf des Ringkanals 3 anpassen kann.Both the sheet metal disks 7 serving as the shear body and the sheet metal strip 6 are preferably made of sheet steel. The cross section of the metal strip 5 is chosen such that it is rigid in one plane, but flexible on the plane extending perpendicularly thereto. The installation position of the shear element 5 is expediently chosen such that it is flexible in the circumferential direction and can adapt to the course of the ring channel 3 .
Federelemente 9 verleihen im Scherelement 5 nach Art von Federringen eine gewisse Vorspannung und gewährleisten die dichte Packung der nicht untereinander verbundenen Blechscheiben 7.Spring elements 9 impart a certain pretension in the shear element 5 in the manner of spring washers and ensure the tight packing of the metal disks 7 which are not connected to one another.
An dem in Fig. 2 dargestellten linken Ende des Scherelements 5 bzw. des Blechstreifens 6 ist ein einen Anschlag bildender Stopper 10 vorgesehen. An dem gegenüberliegenden Ende des Blechstreifens 6 bildet dieser eine Schlaufe 11 zum Ziehen des Scherelements 5 beim Lösen der Rohrverbindung. Die Schlaufe 11 ist mit einer Verschlussklammer 12 gesichert, welche mittels einer speziellen Zange auf den Blechstreifen 6 aufgewürgt wurde.A stopper 10 forming a stop is provided on the left end of the shear element 5 or the sheet metal strip 6 shown in FIG. 2. At the opposite end of the sheet metal strip 6 , this forms a loop 11 for pulling the shear element 5 when the pipe connection is released. The loop 11 is secured with a locking clip 12 which has been strangled onto the sheet metal strip 6 using special pliers.
Das Scherelement 5 gemäß der Erfindung wird wie die bekannten Polyamidstäbe zur Sicherung der Rohrverbindung und zur Kraftübertragung durch den Einfädelkanal 4 eingeführt und nimmt dort die in dem Rohrstrang wirkenden Zugkräfte resultierend aus dem Innendruck oder bei hängendem Einbau zusätzlich die des Rohrstranggewichts auf. Der Einfädelkanal 4 kann als Langloch oder als tangentiale Bohrung in der Muffe in den Ringkanal 3 der Rohrverbindung münden. The shear element 5 according to the invention is introduced like the known polyamide rods for securing the pipe connection and for power transmission through the threading channel 4 and there takes the tensile forces acting in the pipe string as a result of the internal pressure or, in the case of hanging installation, of the pipe string weight. The threading channel 4 can open as an elongated hole or as a tangential bore in the sleeve in the ring channel 3 of the pipe connection.
11
a Muffenteil der Rohrverbindung
a Socket part of the pipe connection
11
b Steckende der Rohrverbindung
b Plug end of the pipe connection
22
a, a,
22
b Nuten
b grooves
33
Ringkanal
annular channel
44
Einfädelkanal
threading channel
55
Scherelement
shear element
66
Blechstreifen
metal strip
77
Blechscheiben
sheet metal discs
88th
Durchbruch
breakthrough
99
Federelemente
spring elements
1010
Stopper
stopper
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
| 8304 | Grant after examination procedure | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |