DE1123816B

DE1123816B - Knotenpunktverbindung fuer Rohre, insbesondere fuer Leichtmetallrohre

Info

Publication number: DE1123816B
Application number: DEP15926A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Woldemar R Petri
Original assignee: WOLDEMAR R PETRI DIPL ING
Current assignee: WOLDEMAR R PETRI DIPL ING
Priority date: 1956-03-24
Filing date: 1956-03-24
Publication date: 1962-02-15

Description

Knotenpunktverbindung für Rohre, insbesondere für Leichtmetallrohre Die Erfindung betrifft eine Knotenpunktverbindung für Rohre, insbesondere für Leichtmetallrohre, mittels Schweißen unter Verwendung eines zwischen den im Winkel zueinander stehenden Rohren angeordneten, abgewinkelten Knotenbleches, dessen Scheitelkante in eine keilförmige Ausnehmung am Kopfende des bzw. der anzuschließenden Rohre eingreift.
Bei geschweißten Rohrstabwerken erfordert das Anpassen der Rohre aneinander in einem Knotenpunkt einen verhältnismäßig großen Arbeitsaufwand, d. h., es bereitet häufig Schwierigkeiten, die Rohre so zu bearbeiten, daß die bearbeiteten Stirnflächen das Gurtrohr an allen Stellen berühren. Vor allem tritt dieser Nachteil dann auf, wenn Querkräfte übertragende Rohre den gleichen oder annähernd gleichen Durchmesser wie die Gurtrohre haben.
Zur Vermeidung dieses ist es bereits bekannt, an das Gurtrohr zunächst ein im wesentlichen halbzylinderförmiges Zwischenstück anzuschweißen, so daß die in dem Knotenpunkt zusammengeführten Rohrstäbe senkrecht auf den Mantel des halbzylinderförmigen Zwischenstückes einmünden, wodurch sich einfache, ebene Stirnflächen an den Rohrenden ergeben. Solche Verbindungsflächen sind jedoch für die Festigkeitseigenschaften der in der Regel vergüteten Rohre besonders ungünstig, weil das Material der Rohrstäbe beim Schweißen innerhalb derselben Querschnittsebene über den ganzen Rohrquerschnitt ausglüht und dadurch die Festigkeit gerade in dem Bereich herabgesetzt wird, in welchem sie mit Rücksicht auf die aufzunehmenden Zug- und Biegebeanspruchungen besondere Bedeutung hat.
Bei Leichtmetallkonstruktionen machen sich solche Quernähte besonders ungünstig bemerkbar, da Leichtmetallegierungen bei Hitzeeinwirkung sehr schnell ihre Festigkeit verlieren. Hierzu kommt noch, daß sich die Rohre beim Schweißen leicht verformen, z. B. ausbeulen können, was sich bisher nur durch eine - erhöhte Kosten bedingende - stärkere Dimensionierung der Rohrwandung vermeiden ließ.
Ferner sind Zwischenstücke für eine Knotenpunktverbindung bei Doppelgurtrohren bekannt, bei denen das den Abstand der Doppelgurte haltende und mit diesem verschweißte, profilierte Zwischenstück ebenfalls an die einmündenden Rohrstäbe angeschweißt ist, da dieses Zwischenstück in erster Linie als Abstandhalter für die Gurtrohre dient und dabei in naheliegender Weise zum Anschluß der in den Knotenpunkt einmündenden Rohrstäbe dient.
In einem Ausführungsbeispiel dieser Knotenpunktverbindung besteht das Zwischenstück aus einem T-förmigen Glied, an dessen Steg die Rohrstäbe angeschweißt sind, während die Flansche mit den Gurtrohren verbunden sind. T-förmige Zwischenstücke sind jedoch infolge ihrer geringen Biegefestigkeit zur Bildung eines steifen Knotenpunktes nur schlecht geeignet. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Zwischenstück als im Querschnitt dreieckförmiger, an den Enden geschlossener Hohlkörper gebildet, der an seinem Scheitel in die Rohrenden eingeschweißt ist. Die Spitzen der beiden Schenkel dieses Hohlkörpers sind abgeschnitten und entlang ihren äußeren Kanten mit je einem der beiden Gurtrohre verschweißt. Die Basis und die die Enden abschließenden Bleche dienen dabei zum Halten der beiden Gurtrohre, damit diese nicht auseinandergedrückt werden. Der Scheitelwinkel des genannten Blechstückes beträgt dabei etwa 90°, so daß die am Ende des Rohrstabs gebildete Schweißnaht nur wenig von der mittleren Querschnittsebene abweicht, zumal die Rohrenden bei diesem Vorschlag noch konisch verjüngt ausgeführt sind, so daß ebenfalls kein ausreichend biegesteifer Anschluß der Rohrstäbe an das Zwischenstück gegeben ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die erwähnten Mängel zu beheben und die eingangs genannte Knotenpunktverbindung so zu verbessern, daß an den Verbindungsstellen der Rohrenden mit dem Knotenpunkt durch das Schweißen möglichst keine Beeinträchtigung der Festigkeitseigenschaften der Rohre, insbesondere bei Querkräften, eintritt.
Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß der durch die Schenkel des Knotenbleches eingeschlossene Scheitelwinkel kleiner als 75° ist, so daß die Wirkung einer die Festigkeit der Rohre an der Schweißstelle beeinträchtigenden Naht in Querschnittsebene weitgehend vermieden ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Knotenbleche und die entsprechende Anpassung der keilförmigen Ausnehmungen am Kopfende des bzw. der anzuschließenden Rohre ergibt sich der Vorteil, daß die besonders gefährlichen Quernähte vermieden sind, so daß die Belastungsfähigkeit der Gurtrohre bei Zug- und Biegebeanspruchungen kaum beeinträchtigt ist.
In vorteilhafter weiterer Ausbildung= sind die einarider gegenüberliegenden Enden der Schenkel des Knotenbleches in Richtung der Mittelachse des Gurtrohres zueinander versetzt, wozu das Knotenblech aus einem oder aus zwei rhombenförmig zugeschnittenen Blechteilen besteht. Dadurch wird die Schwächung des Querschnitts des Gurtrohres verringert. Zweckmäßig kann die Knotenpunktverbindung bei mehreren im spitzen Winkel zueinander stehenden Rohrstäben derart ausgebildet sein, daß das Knotenblech aus zwei gleichen, flachen und etwa in axialer Ebene geteilten Kegelmantelhälften zusammengesetzt ist, die entlang ihres Grundkreises miteinander verschweißt sind, wobei die Schweißstellen die Scheitelkante des Knotenbleches bildet.
Bei sternförmig aufeinander zulaufenden Rohrstäben ist das Knotenblech aus zwei gleichen, flachen Kugelkalotten zusammengesetzt, die entlang ihres Grundkreises miteinander verschweißt sind, wobei die Schweißstelle die Scheitelkante des Knotenbleches bildet.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Knotenpunktverbindung gemäß der Erfindung dargestellt. Es zeigen Abb. 1, 4 und 7 Knotenpunktverbindungen mit verschieden geformten Knotenblechen in der Seitenansicht, Abb.2, 5 und 8 die Knotenpunktverbindungen nach den Abb. 1, 4 und 7 im Querschnitt und Abb. 3 und 6 die zum Herstellen der Knotenbleche gemäß Abb. 1 und 4 dienenden Blechzuschnitte.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Abb.1 bis 3 sind Querkräfte übertragende Rohre 3, 4 über ein Knotenblech 2 mit einem Gurtrohr 1 verbunden. Das Knotenblech 2 ist aus einem oder zwei rhombenförmig zugeschnittenen Blechstücken hergestellt (vgl. Abb. 3), so daß - wie aus Abb. 1 hervorgeht - die Schenkelenden 2 b, 2 c des spitzwinkelig abgewinkelten Knotenbleches 2 in Richtung der Mittelachse 1 a des Gurtrohres 1 zueinander versetzt angeordnet sind, wobei die an das Gurtrohr 1 anzuschweißenden Schenkelkanten 2 d, 2 e parallel zur Gurtrohrachse 1 a verlaufen. Die Schweißnähte haben im Bereich der Schenkelkanten 2 d, 2 e keinen Einfluß auf die Festigkeit des Gurtrohres 1 hinsichtlich der Zug- und Biegebeanspruchungen, da sie-im Schnitt Besehenden Rohrquerschnitt in der Querschnittsebene nur geringfügig schwächen. Durch die in Richtung der Mittelachse 1 a zueinander versetzten Schenkelenden 2b, 2 c werden die geschwächten Stellen des Rohrquerschnitts zumindest über einen Teil ihrer Länge voneinander entfernt, so daß über diesen Teilabschnitten der Rohrquerschnitt nur an einer Stelle geschwächt ist. Der Winkel a zwischen den Schenkeln 2a, 2b des Knotenbleches 2 ist kleiner als 75°, so daß eine biegesteife Verbindung zwischen den Rohren 3, 4 und dem Knotenblech 2 erzielt wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Abb.4 und 5 stehen- die Enden der die Querkräfte übertragenden Rohre 3, 4 in jedem Fall senkrecht auf dem abgeänderten Knotenblech 5. Das Knotenblech 5 besteht aus zwei gleichen, flachen und etwa in axialer Ebene geteilten Kegelmantelhälften, die entlang ihres Grundkreises miteinander verschweißt sind, wobei die Schweißstelle die Scheitelkante des Knotenbleches 5 bildet. Ein zum Herstellen des Knotenbleches 5 dienender Kegelmantelzuschnitt 5 a ist abgewickelt in Abb. 6 dargestellt.
Zum Herstellen der Knotenbleche, insbesondere bei sternförmig aufeinander zu verlaufenden Rohren, können auch Hohlkugelabschnitte, z. B. flache Kugelkalotten, entlang ihres Grundkreises miteinander verschweißt werden, die dann entweder als Ganzes ein zentrales Knotenblech 6 (vgl. Abb. 7 und 8) bilden oder - entsprechend zerteilt - jeweils als Knotenblech 5 gemäß den Abb. 4 und 5 dienen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Knotenpunktverbindung für Rohre, insbesondere für Leichtmetallrohre, mittels Schweißen unter Verwendung eines zwischen den im Winkel zueinander stehenden Rohren angeordneten, abgewinkelten Knotenbleches, dessen Scheitelkante in eine keilförmige Ausnehmung am Kopfende des bzw. der anzuschließenden Rohre eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Schenkel (2a) des Knotenbleches (2) eingeschlossene Winkel (a) kleiner als 75° ist, so daß die Wirkung einer die Festigkeit der Rohre an der Schweißstelle beeinträchtigenden Quernaht weitgehend vermieden ist.
2. Knotenpunktverbindung nach Anspruch 1 mit einem Gurtrohr, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Enden (2b, 2e) der Schenkel (2a) des Knotenbleches (2) in Richtung der Mittelachse (1a) des Gurtrohres (1) zueinander versetzt sind, wozu das Knotenblech (2) aus einem oder aus zwei rhombenförmig zugeschnittenen Blechteilen besteht.
3. Knotenpunktverbindung nach Anspruch 1, insbesondere Verbindung mehrerer im spitzen Winkel zueinander stehender Rohre mit einem Gurtrohr, dadurch gekennzeichnet, daß das Knotenblech (5) aus zwei gleichen, flachen und etwa in axialer Ebene geteilten Kegelmantelhälften zusammengesetzt ist, die entlang ihres Grundkreises miteinander verschweißt sind, wobei die Schweißstelle die Scheitelkante des Knotenbleches (5) bildet.
4. Knotenpunktverbindung nach Anspruch 1, insbesondere Verbindung sternförmig aufeinander zu verlaufender Rohre, dadurch gekennzeichnet, daß das Knotenblech (6) aus zwei gleichen, flachen Kugelkalotten zusammengesetzt ist, die entlang ihres Grundkreises miteinander verschweißt sind, wobei die Schweißstelle die Scheitelkante des Knotenbleches (6) bildet. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 819 576; USA.-Patentschrift Nr. 2 477 260.