DE2555179A1

DE2555179A1 - Axialzugentlastungsschelle fuer eine rohrverbindung

Info

Publication number: DE2555179A1
Application number: DE19752555179
Authority: DE
Inventors: Siegmund Zeidler
Original assignee: Rasmussen GmbH
Current assignee: Norma Germany GmbH
Priority date: 1975-12-08
Filing date: 1975-12-08
Publication date: 1977-06-16
Also published as: FR2334905A1; DE2555179B2; FR2334905B1; DE2555179C3

Description

RASMUSSEN GMBH,
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Axialzugentlastungsschelle für eine Rohrverbindung

Die Erfindung betrifft eine Axialzugentlastungsschelle für eine Verbindung von Rohren, insbesondere von Gußeisen-, Stahl- oder Steinzeugrohren, bei der beiderseits der Rohrverbindungsstelle je eine Spannschelle aus eisenhaltigem Metall das jeweilige Rohr umgibt und beide Spannschellen axial verbunden sind.

Bei bekannten zweiteiligen Axialzugentlastungsschellen dieser Art sind die Spannschellenbänder beiderseits einer die Stoßfuge zwischen den Rohren umgebenden Breitbandschelle aus glattem Material ausgebildet. Sowohl die Breitbandschelle, als auch die Spannschellenbänder nehmen nur geringe Axialkräfte auf, wie sie z.B. bei einem Rohr-Innendruck von etwa 0,6 - 0,7 bar und einem Rohr-Innendurchmesser von etwa 100 mm auftreten. In Fällen, in denen auch noch eine Dichtigkeit der Verbindungsstelle bei einem höheren Innendruck von bis zu 5 atü verlangt wird, ist diese Zugentlastung nicht mehr ausreichend. Ähnliche Schwierigkeiten können bei Anwendung dieser bekannten Axialzugentlastungsschellen bei anderen Rohrverbindungen auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Axialzugentlastungsschelle der eingangs genannten Art anzugeben, die ohne wesentlich stärkere Dimensionierung der Bauteile wesentlich höheren Kräften standhält.

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Nach der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jedes Spannschellenband auf der Innenseite zumindest an der Oberfläche gehärtete Krallen aufweist und verhältnismäßig verwindungssteif bemessen ist.

Die harten Krallen können mit ihren Kanten oder Spitzen in das Rohrmaterial selbst von harten Rohren eingreifen und geben so den Spannschellenbändem einen sicheren Halt auf der Außenseite der Rohre gegen hohe Axialzugkräfte. Wenn sich die Rohre unter dem Einfluß des Innendrucks axial auseinanderbewegen sollten, staucht sich das Rohrmaterial vor den Krallen auf, so daß sich den Krallen ein erhöhter Widerstand entgegensetzt und die Axialbewegung zum Stillstand kommt. Würde man die Spannschellen lediglich stärker dimensionieren, um höhere Spannkräfte ausüben zu können, dann ergäbe dies einen unverhältnismäßig hohen Materialmehraufwand. Demgegenüber vermitteln die Krallen den Spannschellen auch bei geringeren Spannkräften einen sicheren Halt, ohne daß sie wesentlich stärker dimensioniert werden müssen. Es genügt, die Spannschellenbänder nur verhältnismäßig verwindungssteif auszubilden.

Vorzugsweise sind die Krallen aus dem Spannschellenband abgebogen. Sie lassen sich auf diese Weise leicht einteilig mit dem Spannschellenband herstellen, wobei das Spannschellenband gleichzeitig mit den Krallen gestanzt werden kann. Nach dem Stanzen und Biegen kann das Spannschellenband einer Einsatzhärtung unterzogen werden.

Günstig ist es sodann, wenn die Krallen an beiden Rändern des Spannschellenbandes einen Kranz bilden. Der . Kranz trägt einerseits zu einer Versteifung des Bandes bei und ergibt eine axial äußere Lage der Krallen, so daß man mit wenigen Krallen auskommt und gleichzeitig das durch die Axialkräfte auf das Spannschellenband ausgeübte Torsionsmoment in Radialkräfte umformt, die den Krallen einen noch höheren Halt geben.

Besonders günstig ist es, wenn die Krallen in Rohr-Axialebenen schräg zu einer Rohr-Radialebene stehen. Bei der Montage der Spannschellen können diese so angeordnet werden, daß die Krallen entgegen der durch die Axialkräfte hervorgerufenen Relativbewegung zwischen Spannschellenband und Rohr gerichtet sind. Bei sehr hohen Axialkräften richten sich dann die Krallen

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gegebenenfalls bis in die Radialebene gegen die Vorspannungskraft der Spannschellenbänder auf, so daß sich die radial wirkende Spannkraft erhöht. Dies trägt ebenfalls zur Verbesserung des Halts der Spannschellenbänder bei. Hierbei erfolgt die Montage in der Weise, daS die Krallen am einen Spannschellenband entgegengesetzt schräg zu den Krallen am anderen Spannschellenband stehen. Die Krallen richten sich dann an beiden Spannschellenbändern bei hohen Axialkräften auf.

Vorzugsweise stehen die Krallen an jedem Spannschellenband entgegengesetzt schräg zueinander. Dies vereinfacht die Montage, da die Lag· des Spannschellenbandes in Bezug auf die Richtung der Schrägstellung der Krallen nicht berücksichtigt zuwerden braucht.

Zweckmäßigerweise sind die Krallen etwa sägezahnform!g zugespitzt· Auf diese Weise erhält man Krallen mit scharfer Spitze, die sich leicht stanzen lassen.

Jedes Spannschellenband sollte mindestens drei Teile aufweisen. Diese dreiteilig· Ausbildung des Spann»ch«llenband*s paßt sich trotz ihrer verhältnismäßig hohen Steifigkeit stark unterschiedlichen Rohrdurchmessern an, da eine entsprechende Anzahl von Schraubverbindungen «rforderlich ist, dl· «in· Anpassung an einen größeren Rohrdurchmesser durch ein entsprechend weniger weites Einschrauben der Verbindungsschrauben ermöglichen.

Di· Verbindungselement· zwischen den Spannechellen sind vorzugsweise profilierte Stangen. Diese halten nicht nur hohen Zugkräften, sondern auch hohen Biegekräften, insbesondere bei Rohrabzweigungen, stand.

Günstig ist es, wenn mindestens drei Verbindungsstangen in einem •tw* gleichen Winkelabstand vorgesehen sind. Hierbei ist sichergestellt, daß auf das Rohr ausgeübte Biegekräfte in jedem Falle von mindestens einer Verbindungsstange aufgenommen werden, so daß ein seitliches Ausweichen oder Abwinkein der Rohre an der Rohrverbindungsstelle auch bei sehr hohem Iflnendruck verhindert

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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Rohrverbindung mit einer Axialzugentlastungsschelle nach der Erfindung im Maßstab von etwa 1:1 und

Fig. 2 die Schnittansicht A-A nach Fig.1 in etwas größerem Maßstab,

Nach Fig. 1 sind zwei mit ihren Enden aneinanderstoßende Rohre 1 und 2 durch eine herkömmliche, die Enden der Rohre überlappende Breitbandschelle 3 verbunden. Auf der Innenseite der Breitbandschelle 3 ist eine (in der Zeichnung nicht sichtbare) elastische Dichtungshülle vorgesehen, die ebenfalls beide Rohrenden übergreift.

Die Rohrverbindung soll einem Innendruck von etwa 5 atü bei einem Rohrinnendurchmesser von etwa 100 mm standhalten.Hierbei können sehr hohe Axialkräfte auftreten, die bestrebt sind, die Rohre 1 und 2 zu trennen. Ferner sind die inneren Druckkräfte bestrebt, die Rohre an der Verbindungsstelle zu verbiegen bezw. abzuwinkein, eo daß sie seitlich ausweichen.

Sowohl das Trennen als auch das Verbiegen der Rohre wird durch eine die Verbindungsstelle übergreifende Axialzugentlastungsschelle verhinderte Diese weist eine das eine Rohr 1 umgebende Spannschelle mit einem aus drei Teilen 4 gebildeten Spann -schellenbanl 5 und eine das andere Rohr 2 umgebende Spannschelle alt einem ebenfalls aus drei Teilen 4 gebildeten Spannschellenband 5 auf. Die Spannkraft der Spannschellenbänder 5 wird durch Schrauben 6 und Muttern 7 aufgebracht, die über radiale Flansche 8 an den Enden der Spannschellenbandteil- k auf diese eii^lrken. Die Schrauben 6 durchsetzen nicht Bohrungen in len Flanschen 8, sondem auch Bohrungen

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an den Enden von drei L-förmig profilierten Verbindungs stangen

9 aus Stahl zwischen den zu beiden Seiten der Rohrverbindungsstelle bzw. der Breitbandschelle 3 angeordneten Spannschellen. Die dritte Verbindungsstange befindet sich auf der in Fig. 1 nicht sichtbaren Seite der Rohre 1 und 2. Die Verbindungsstangen haben einen Abstand von etwa 120° auf dem Umfang der Rohre. Entsprechendes gilt für die drei Spannschellenbandteile 4. Diese umfangssymmetrische Aufteilung der Spannschellenbänder 5 und Anordnung der Verbindungsstangen 9 stellt sicher, daß die Rohre 1 und 2 an der Verbindungsstelle nicht quer zu ihrer Längsrichtung ausweichen bzw. abgewinkelt werden können, wie dies bei einteiligen Spanns chellenbändem mit nur einer Verbindungsstange oder zweiteiligen Spannschellenbändern mit zwei Verbindungs stangen der Fall sein kann, wenn das durch die Rohre geleitete Fluid einen entsprechend hohen Druck aufweist. Bei zweiteiligen Spannschellenbändern mit zwei Verbindungsstangen und entsprechend symmetrischer Anordnung, d. h. einem Winkelabstand von 180° zwischen den Verbindungs stangen ist die Gefahr eines Verbiegens oder Knickens der Rohre an der Verbindungsstelle zwar geringer, jedoch kann bereits eine geringe Unsymmetrie des Entlastungsschellenaufbaus oder der inneren Druckverhältnisse zu einem seitlichen Ausweichen der Rohre führen. Die Profilierung der Verbindungsstangen 9 ergibt eine zusätzliche Versteifung der Verbindungsstelle gegen unsymmetrische radiale Kräfte.

Die Spannschellenbänder 5 sind am Rand mit nach innen flanschartig abgebogenen, sägezahnförmigen, gleichschenkligen Krallen

10 versehen, die abwechselnd in entgegengesetzter Richtung relativ zu einer Rohr-Radialebene in ihrer Rohr-Axialebene um einen Winkel öC von etwa 10° geneigt sind bzw. schrägstehen, wie es die den Schnitt A-A von Fig. 1 darstellende Fig. 2 in größerem Maßstab deutlicher zeigt.

Die Spannr-hellenbänder 5 bestehen aus einsatzgehärtetem Stahl, so daß die Krallen 10 mit ihren Spitzen selbst in hartes Rohrmaterial eindringen und auf diese Weise hohen Axialkräften

die bestrebt sind, die Rohre 1 und 2 an der Verbindungsstelle zu trennen, ohne durchzurutschen standhalten. Wenn höhere Axialkräfte in Richtung der Pfeile 11 und 12 auftreten als es der Biegefestigkeit der Krallen 10 entspricht, richten sich die zur Verbindungsstelle bzw. der Breitbandschelle 3 hin geneigten Krallen 10 gegen die durch den Pfeil 13 angedeutete Spannkraft auf, so daß sich der radiale Druck auf diese Krallen 10 erhöht und damit der Halt dieser Krallen 10 am Rohr verbessert. Obwohl es im Hinblick auf die Verbesserung der Klemmwirkung der Spannschellenbänder 5 günstiger sein kann, alle Krallen 10 eines Spannschellenbandes 5 in der gleichen Richtung schrägzustellen, hat die abwechselnd entgegengesetzte Neigung der Krallen 10 eines Spannschellenbandes den Vorteil, daß bei der Montage der Spannschellenbänder 5 nicht die Richtung der Schrägstellung der Krallen 10 beachtet zu werden braucht. Hierbei ist es jedoch auch möglich, bei jedem Spannschellenband 5 die Krallen 10 am einen Rand des Bandes 5 in der einen Axialrichtung, vorzugsweise nach außen in Bezug auf die radiale Mittelebene des Bandes, und die Krallen 10 am anderen Rand desselben Bandes 5 in der entgegengesetzten Richtung schrägzustellen.

Das bevorzugte Anwendungsgebiet dieser Axialzugentlastungs schellen sind muffenlose Rohrverbindungen,wie Klemmverbindungen oder Flanschverbindungen mit Überwurfring. Sie sind jedoch auch für Muffenverbindungen geeignet.

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Claims

Patentansprüche

Axialzugentlastungsschelle für eine Verbindung von Rohren, insbesondere von Gußeisen-, Stahl- oder Steinzeugrohren, bei der beiderseits der Rohrverbindungsstelle je eine Spannschelle aus eisenhaltigem Metall das jeweilige Rohr umgibt und beide Spannschellen axial verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Spannschellenband (5) auf der Innenseite zumindest an der Oberfläche gehärtete Krallen (10) aufweist und verhältnismäßig verwindungssteif bemessen ist«
2. Schelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Krallen (10) aus dem Spannschellenband (5) abgebogen sind.
3. Schelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannschellenband (5) einsatzgehärtet ist.
4. Schelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Krallen (10) an beiden Rändern des Spannschellenbandes (5) einen Kranz bilden.
5. Schelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daßddie Krallen (10) in Rohr-Axialebenen schräg zu einer Rohr-Radial ebene stehen.
6. Schelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Krallen (10) am einen Spannschellenband (5) entgegengesetzt schräg zu den Krallen am anderen Spannschellenband (5) stehen.
7* Schelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Krallen (10) an jedem Spannschellenband (5) entgegengesetzt schräg zueinander stehen.

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ORiGJMAL INSPECTED
8. Schelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Krallen (10) etwa sägezahnförmig zugespitzt sind.
9. Schelle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Spannschellenband (5) mindestens drei verschraubbare Teile (4) aufweist.
10. Schelle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente zwischen den Spannschellen (5, 6, 7) profilierte Stangen (9) sind.
11. Schelle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens drei Verbindungsstangen (9) in einem etwa
gleichen Winkelabstand vorgesehen sind.

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