DE2555179B2 - Axialzugentlastungsschelle fuer eine verbindung von rohren - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Axialzugentlastungsschelle für eine Verbindung von Rohren, bei der beiderseits der Rohrverbindungsstelle je eine Spannschelle das jeweilige Rohr umgibt und beide Spannschellen axial verbunden sind, und wobei zur Erhöhung der Axialzugfestigkeit bei höheren Drücken an jedem Spannschellenband Vorrichtungen mit Krallen auf der Innenseite vorgesehen sind.

Bei einer bekannten Axialzugentlastungsschelle dieser Art (DT-Gbm 19 69 856) sind die Spannschellen durch Spannbolzen verbunden. Die Enden der Spannbolzen greifen an auf dem Umfang beider Rohre verteilt angeordneten Schellen-Zwischenstücken aus. Diese bilden Widerlager für sich mit der gegenüberliegenden Flanke an der Rohrwandung abstützende, selbständige Klemmkeile, deren dickeres Ende der Rohrverbindüngssteüe zugekehrt ist. Die Klernmkeüe sind auf ihrer Unterseite mit sägezahnförmigen Zacken versehen.

Eine derart ausgebildete Axialzugentlastungsschelle hat zwar den Vorteil, daß ein durch entsprechende Kräfte verursachtes Auseinanderwandern der beiden Rohre zu einer Erhöhung der Klemmkeilkraft führt, da die von der Verbindungsstellenseite her eingetriebenen Keiie in Richtung der stärkeren Klemmkeilwirkung belastet bzw. verschoben werden. Da aber zwischen die Scheüenbandabschnitte Zwischenstücke gesetzt werden müssen und zusätzliche Klemmkeile vorhanden sind, ist die Vorrichtung schwierig zu montieren und aufwendig. b5 Dies gilt in erhöhtem Maße, wenn zur Erhöhung der Klemmflächen mehr als zwei Zwischenstücke und Klemmteile angewendet werden sollen. Außerdem haben die Schraubbolzen entsprechend der Dicke des Klemmkeils einen verhältnismäßig großen Abstand vom Rohr, so daß erhebliche Biegemomente auftreten. Ferner läßt sich eine Schellengröße nur für geringfügig unterschiedliche Rohrdurchmesser anwenden.

Eine andere bekannte Axialzugentlastungsschelle (DT-OS 20 61453) ist für Muffenrohrverbindungen konzipiert und besitzt nur auf der einen Seite der Rohrverbindungsstelle eine Spannschelle aus Metall, die für den Kraftschluß zwischen Einsteckrohr und Klemmschelle auf der Innenseite eine Profilierung von vorzugsweise dreieckigem Querschnitt mit gegen das Einsteckrohr gerichteten Dreieckspitzen aufweist. An die Spannschelle schließt sich einstückig ein geschlossener Ringkragen und darauffolgend ein zylindrischer Ansatz an, der durch einen eingezogenen Kragen abgeschlossen wird, der auf der anderen Seite der Rohrverbindungsstelle die Muffenerweiterung des anderen Rohres formschlüssig hintergreift. Diese Vorrichtung ist in Umfangsrichtung geteilt und sowohl auf der Seite der Spannschelle wie auf der Seite des eingezogenen Kragens durch Schrauben verbindbar. Sie besteht zwar aus verhältnismäßig wenig Einzelteilen, benötigt jedoch eine sehr hohe Klemmkraft, wenn sie auch Überdrücken standhalten soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Axialzugentlastungsschelle der eingangs beschriebenen Art anzugeben, die einen einfachen Aufbau aufweist und dennoch hohen Zugkräften standhält.

Nach der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Krallen an einteilig aus den verwindungssteif ausgebildeten Spannschellenbändern abgebogenen Wandteilen ausgebildet sind, die in Rohr-Axialebenen schräg zu einer Rohr-Radialebene stehen, wobei zumindest einige Wandteile an einem Spannschellenband entgegengesetzt schräg zu Wandteilen am anderen Spannschellenband verlaufen und zueinander hin geneigt sind.

Bei dieser Konstruktion entfallen zusätzliche Klemmkeile und Zwischenstücke sowie deren Montage. Die Krallen, die je nach dem Rohrmaterial, z. B. Gußeisen, Stahl oder Steinzeug, entsprechend hart gemacht werden können, z. B. durch Einsatzhärtung, greifen über den Umfang verteilt in das Rohrmaterial ein und geben so den Spannschellenbändern einen sicheren Halt auf der Rohraußenseite. Wenn sich die Rohre unter dem Einfluß des Innendrucks axial auseinander bewegen sollten, staucht sich das Rohrmaterial vor den Krallen auf, so daß sich den Krallen ein erhöhter Widerstand entgegensetzt und die Axialbewegung zum Stillstand kommt. Bei sehr hohen Axialkräften richten sich die Wandteile, an denen die Krallen ausgebildet sind, gegen die Vorspannungskraft der Spannschellenbänder, gegebenenfalls bis in die Radialebene auf, so daß sich die radial wirkende Spannkraft erhöht. Wenn hierbei eine bleibende Drehung des Spannschellenbandes auftritt, lockert sich nach dem Verschwinden des Überdrucks dennoch nicht die Verbindung, weil auch die Krallen ihre aufgerichtete Lage beibehalten. Die Krallen sind einteilig mit dem Spannschellenband hergestellt, wobei das Spannschellenband gleichzeitig mit den Krallen gestanzt werden kann. Dies erleichtert die Herstellung.

Mit besonderem Vorteil bilden die Krallen an einem Rand oder an beiden Rändern des Spannschellenbandes einen Kranz. Der Kranz trägt 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 Spann-

schellenband ausgeübte Torsionsmoment in Radialkräfte umformt, die den Krallen einen ntch höheren Halt geben. Bei zwei Kränzen wird a-jßerdem die Auflage des Spannschellenbandes auf dem Rohr verbessert.

Vorzugsweise stehen die Krallen an jedem Spannschellenband entgegengesetzt schräg zueinander. Dies vereinfacht die Montage, da die Lage des Spannschellenbandrc in bezug auf die Richtung der Schrägstellung der Krallen nicht berücksichtigt zu werden braucht.

Zweckmäßigerweise haben die Krallen im Radialschnitt etwa dreieckigen Querschnitt. Auf diese Weise erhält man Krallen mit scharfer Spitze, die sich leicht stanzen lassen.

Mit besonderem Vorteil sind die Verbindungselemente zwischen den Spannschellen biegesteif ausgebildet, beispielsweise als Stangen mit einem Winkelprofil. Diese Verbindungselemente halten nicht nur hohen Zugkräften, sondern auch hohen Biegekräften stand, insbesondere bei Rohrab.zweigungen.

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

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 F i g. 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 bzw. abzuwinkein, so daß sie seitlich ausweichen.

Sowohl das Trennen als auch das Verbiegen der Rohre wird durch eine die Verbindungsstelle übergreifende Axialzugentlastungsschelle verhindert. Diese weist eine das eine Rohr 1 umgebende Spannschelle mit einem aus drei Teilen 4 gebildeten Spannschellenband 5 und eine das andere Rohr 2 umgebende Spannschelle mit einem ebenfalls aus drei Teilen 4 gebildeten Spannschellenband 5 auf. Die Spannkraft der Spann- ίο schellenbänder 5 wird durch Schrauben 6 und Muttern 7 aufgebracht, die über radiale Flansche 8 an den Enden der Spannschellenbandteile 4 auf diese einwirken. Die Schrauben 6 durchsetzen nicht nur Bohrungen in den Flanschen 8, sondern auch Bohrungen an den Enden von i>s drei L-förmig profilierten Verbindungsstangen 9 aus Stahl zwischen den zu beiden Seiten der Rohrverbindungsstelle bzw. der Breitbandschelle 3 angeordneten Spannschellen. Die dritte Verbindungsstange befindet sich auf der in F i g. 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 Spannschellenbändern mit gewindestangenartigen Spannbolzen der Fall sein kann, wenn das durch die Rohre geleitete Fluid einen entsprechend hohen Druck aufweist. 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, sägezahnförrnigen. gleichschenkligen Krallen 10 versehen, die abwechselnd in entgegengesetzter Richtung relativ zu einer Rohr Radialebene in ihrer Rohr-Axialebene um einen Winkel χ 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 Spannschellenbänder 5 bestehen aus einsatzgehänetem 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 schrägzusteilen, 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 hauptsächliche Anwendungsgebiet dieser Axial· zugentlastungsschellen sind rnuffenlose Rohrverbindungen. wie Klemmverbindungen oder Flanschverbindungen mit Überwurfring. Sie sind jedoch auch für Muffen verbindungen geeignet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Axialzugentlastungsschelle für eine Verbindung von Rohren, bei der beiderseits der Rohrverbindungsstelle je eine Spannschelle das jeweilige Rohr umgibt und beide Spannschellen axial verbunden sind, und wobei zur Erhöhung der Axialzugfestigkeit bei höheren Drücken an jedem Spannschellenband Vorrichtungen mit Krallen auf der Innenseite vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Krallen (10) an einteilig aus den verwindungssteif ausgebildeten Spannschellenbändern (5) abgebogenen Wandteilen ausgebildet sind, die in Rohr-Axialebenen schräg zu einer Rohr-Radialebene stehen, wobei zumindest einige Wandteile an is einem Spannschellenband entgegengesetzt schräg zu Wandteilen am anderen Spannschellenband verlaufen und zueinander hin geneigt sind.

2. Schelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Krallen (10) an einem Rand oder an beiden Rändern des Spannschellenbandes (5) einen Kranz bilden.

3. Schelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Spannschellenband (5) entgegengesetzt schräg zueinander stehende Krallen (10) aufweist.

4. Schelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Krallen (10) im Radialschnitt etwa dreieckigen Querschnitt haben.

5. Schelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsele-' mente (9) zwischen den Spannschellen (5, 6, 7) biegesteif ausgebildet sind.