DE1123816B

DE1123816B - Junction connection for pipes, especially for light metal pipes

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.Junction point connection for pipes, especially for light metal pipes The invention relates to a junction connection for pipes, in particular for light metal pipes, by means of welding using one between the angled ones Tubes arranged, angled gusset plate, whose apex edge in a wedge-shaped Recess engages at the head end of the pipe or pipes to be connected.

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.In the case of welded tubular bar structures, it is necessary to adapt the tubes to one another a relatively large amount of work in a node, d. i.e., it prepares often difficulties to machine the tubes so that the machined end faces touch the belt tube at all points. Above all, this disadvantage occurs when when the pipes transferring transverse forces have the same or approximately the same diameter like the belt tubes have.

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.To avoid this, it is already known to attach to the belt tube first to weld a substantially semi-cylindrical intermediate piece, so that the in the junction merged tube rods perpendicular to the jacket of the semi-cylindrical Intermediate piece open out, creating simple, flat faces at the pipe ends result. However, such connecting surfaces are for strength properties of the usually tempered pipes is particularly unfavorable because of the material of the pipe rods when welding within the same cross-sectional plane over the entire pipe cross-section anneals and thereby the strength is reduced precisely in the area in which they are special with regard to the tensile and bending loads to be absorbed Has meaning.

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.Such transverse seams are special in light metal constructions unfavorably noticeable, since light metal alloys very quickly when exposed to heat lose their firmness. In addition there is the fact that the pipes are welded deform easily, e.g. B. can bulge, which was previously only increased by a - Cost-related - larger dimensioning of the pipe wall could be avoided.

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.There are also intermediate pieces for a junction connection in double chord tubes known, in which the distance between the double straps and welded to it, the profiled intermediate piece is also welded to the converging tubular rods, because this intermediate piece is primarily used as a spacer for the chord tubes and at the same time in an obvious way to connect the opening into the junction Serves pipe rods.

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.In one embodiment, this node connection exists the intermediate piece made of a T-shaped link, to the web of which the tubular rods are welded while the flanges are connected to the chords. T-shaped spacers However, due to their low flexural strength, they lead to the formation of a stiff node poorly suited. In a further exemplary embodiment, the intermediate piece is formed as a hollow body with a triangular cross section, closed at the ends, which is welded into the pipe ends at its apex. The tips of the two Legs of this hollow body are cut off and along their outer edges welded to one of the two belt tubes. The base and the terminating ends Sheets are used to hold the two belt tubes so that they are not pushed apart will. The apex angle of said piece of sheet metal is about 90 °, see above that the weld seam formed at the end of the tubular rod differs only slightly from the central one Cross-sectional plane deviates, especially since the pipe ends are still conical in this proposal are made tapered, so that also no sufficiently rigid connection the pipe rod is given to the intermediate piece.

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.The invention is based on the object of addressing the deficiencies mentioned fix and improve the aforementioned node connection so that on the connection points of the pipe ends with the junction by welding if possible no impairment of the strength properties of the pipes, especially with Lateral forces, occurs.

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.According to the invention, the object set is essentially thereby solved that the vertex angle enclosed by the legs of the gusset plate is less than 75 °, so that the effect of a the strength of the Pipes at the welding point impairing seam in the cross-sectional plane to a large extent is avoided.

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.The inventive design of the gusset plates and the corresponding Adaptation of the wedge-shaped recesses at the head end of the or those to be connected Pipes have the advantage that the particularly dangerous transverse seams are avoided are, so that the loading capacity of the chords under tensile and bending loads is hardly affected.

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.In an advantageous further training = the one arider are opposite Ends of the legs of the gusset plate in the direction of the central axis of the chord tube offset to one another, including the gusset plate made of one or two rhombus-shaped cut sheet metal parts. This will weaken the cross section of the belt tube is reduced. The junction connection can expediently with several be designed at an acute angle to each other tubular rods such that the Gusset plate made of two identical, flat halves of the cone shell divided approximately in the axial plane is composed, which are welded together along their base circle, the welds forming the apex edge of the gusset plate.

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 the case of tubular bars converging in a star shape, the gusset plate is composed of two equal, flat spherical caps, which run along their base circle are welded to one another, the welding point being the apex edge of the gusset plate forms.

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.In the drawing are several exemplary embodiments of the node connection shown according to the invention. Fig. 1, 4 and 7 show node connections with differently shaped gusset plates in the side view, Fig.2, 5 and 8 die Junction connections according to Figs. 1, 4 and 7 in cross section and Figs. 3 and 6 the sheet metal blanks used to produce the gusset plates according to Fig. 1 and 4.

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.In the exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 3, tubes 3, 4 which transmit transverse forces are connected to a belt tube 1 via a gusset plate 2. The gusset plate 2 is made of one or two rhombus-shaped pieces of sheet metal (see Fig. 3), so that - as can be seen from Fig. 1 - the leg ends 2 b, 2 c of the acute-angled gusset plate 2 in the direction of the central axis 1 a of the chord tube 1 are arranged offset from one another, the leg edges 2 d, 2 e to be welded to the belt tube 1 running parallel to the belt tube axis 1 a. The weld seams in the area of the leg edges 2 d, 2 e have no effect on the strength of the belt tube 1 with regard to tensile and bending loads, since they only slightly weaken the cross-section of the tube in the cross-sectional plane. Due to the leg ends 2b, 2c offset from one another in the direction of the central axis 1a, the weakened points of the pipe cross-section are at least over part of their length away from one another, so that over these sections the pipe cross-section is weakened only at one point. The angle a between the legs 2a, 2b of the gusset plate 2 is smaller than 75 °, so that a rigid connection between the tubes 3, 4 and the gusset plate 2 is achieved.

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.In the embodiment according to Figures 4 and 5, the ends are standing of the tubes 3, 4 transmitting the transverse forces in each case perpendicular to the modified one Gusset plate 5. The gusset plate 5 consists of two equal, flat and approximately in axial plane split cone shell halves, which along their base circle with each other are welded, the welding point being the apex edge of the gusset plate 5 forms. A conical envelope blank 5 used to produce the gusset plate 5 a is shown developed in Fig. 6.

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.For the production of the gusset plates, especially with star-shaped one on top of the other pipes to be run, hollow spherical sections such. B. flat spherical caps, are welded together along their base circle, which are then either as Whole a central gusset plate 6 (see. Fig. 7 and 8) form or - accordingly divided - each serve as a gusset plate 5 according to Figs. 4 and 5.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Junction point connection for pipes, in particular for light metal pipes, by means of welding using a between the im Angle to each other standing pipes arranged, angled gusset plate, its Crown edge in a wedge-shaped recess at the head end of the or the to be connected Pipes engages, characterized in that the through the legs (2a) of the gusset plate (2) included angle (a) is less than 75 °, so that the effect of a die The strength of the pipes at the welding point is largely impaired by the transverse seam is avoided.

2. Junction connection according to claim 1 with a chord tube, characterized in that the opposite ends (2b, 2e) of the legs (2a) of the gusset plate (2) in the direction of the central axis (1a) of the chord tube (1) are offset from one another, including the gusset plate (2) consists of one or two diamond-shaped cut sheet metal parts.

3. node connection according to claim 1, in particular connection several tubes standing at an acute angle to each other with a belt tube, thereby characterized in that the gusset plate (5) consists of two identical, flat and approximately axial Flat split cone shell halves are composed along their base circle are welded to one another, the welding point being the apex edge of the gusset plate (5) forms.

4. node connection according to claim 1, in particular connection star-shaped pipes running towards one another, characterized in that the gusset plate (6) is composed of two equal, flat spherical caps, which run along their Base circle are welded together, the weld point being the apex edge of the gusset plate (6) forms. Publications considered: German patent specification No. 819 576; U.S. Patent No. 2,477,260.