DE10146186C1 - Scherelement - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Scherelement in Form eines Zugkräfte einer Rohrverbindung aufnehmenden Strangs zur wenigstens teilweise Ausfüllung zwischen Muffenteil und Steckende der Rohrverbindung freigehaltenen Ringkanals, der jeweils durch Ringnuten auf dem Muffenteil und dem Steckende der Rohrverbindung gebildet wird. Das Scherelement (5) gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der durch dieses gebildete Strang aus einer Vielzahl von gestanzten Blechscheiben (7) gebildet wird, die auf einem Blechstreifen (6) als Zugelement aufgereiht sind.

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.

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.

Weiterhin ist bekannt, solche Verbindungselemente als Polya­ midstäbe oder PVC-Stäbe auszuführen.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Diese Blechscheiben sind vorzugsweise auf dem Zugelement dicht gepackt und nicht miteinander verbunden.

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.

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.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Scherelements gemäß der Erfindung weisen die Blechscheiben eine Vieleckige Kontur auf, die dem Strang einen vieleckigen Querschnitt verleiht.

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.

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.

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.

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.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Rohrverbindung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Ansicht eines Scherelements gemäß der Er­ findung,

Fig. 3 eine Ansicht einer Blechscheibe als auf einem Zugelement aufgereihter Scherkörper und

Fig. 4 einen Längsteilschnitt durch das Scherelement gemäß der Erfindung.

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.

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.

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.

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.

Federelemente 9 verleihen im Scherelement 5 nach Art von Federringen eine gewisse Vorspannung und gewährleisten die dichte Packung der nicht untereinander verbundenen Blechscheiben 7.

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.

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.

Bezugzeichen

1

a Muffenteil der Rohrverbindung

1

b Steckende der Rohrverbindung

2

a,

2

b Nuten

3

Ringkanal

4

Einfädelkanal

5

Scherelement

6

Blechstreifen

7

Blechscheiben

8

Durchbruch

9

Federelemente

10

Stopper

11

Schlaufe

12

Verschlussklammer

Claims (9)

1. Scherelement in Form eines Zugkräfte einer Rohrverbindung aufnehmenden Strangs zur wenigstens teilweisen Ausfüllung eines zwischen Muffenteil und Steckende der Rohrverbindung freigehaltenen Ringkanals, der jeweils durch Ringnuten in dem Muffenteil und dem Steckende der Rohrverbindung ge­ bildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Strang aus einer Vielzahl von Blechscheiben (7) gebildet wird, deren Dicke deutlich geringer ist als deren Durchmesser und die auf einem zumindest teilweise flexiblen Zugelement aufgereiht sind.

2. Scherelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Blechscheiben (7) untereinander nicht verbunden sind.

3. Scherelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, dass die Blechscheiben (7) eine vieleckige Kontur aufweisen, die dem Strang einen vieleckigen Querschnitt verleiht.

4. Scherelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, dass die Blechscheiben (7) eine etwa quadratische Kontur aufweisen.

5. Scherelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, dass das Zug­ element als Blechstreifen (6) ausgebildet ist.

6. Scherelement nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Blechstreifen (6) einen rechteckigen Querschnitt aufweist, der in Einbaulage in Zugkraftrichtung der Rohrverbindung biegesteif ist.

7. Scherelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, dass das Zug­ element wenigstens an einem Ende mit einer Zugöse, Zugkausche oder Zugschlaufe versehen ist.

8. Scherelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, dass die Blechscheiben (7) jeweils rechteckige Durchbrüche (8) für das Zugelement aufweisen.

9. Scherelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, dass auf das Zugelement wenigstens ein Federelement aufgereiht ist, wel­ ches die Blechscheiben (7) unter Vorspannung hält.