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Rohrbogen-Dehnungsausgleicher Die Erfindung bezieht sich auf Rohrbogen-Dehnungsausgleicher
für Rohrleitungen, bei denen eine möglichst ;große Aufnahmefähigkeit für Biegungsbeanspruchungen
in einer bestimmten Richtung senkrecht zur Rohrleitungsachse erwünscht ist. In erster
Linie kommt dies für den Schiffsbau und dann auch 'ganz allgemein für den Fahrzeugbau
in Frage. Die Anordnung von Krümmern oder Rohrbogen, die zum Ausgleich der Längsausdehnung
infolge von , Temperaturänderungen o..dgl. in Rohrleitungen eingeschaltet werden,
ist allgemein bekannt. je größer die Aufnahmefähigkeit für Biegungsbeanspruchungen
ist, um so geringer kann die Ausladung und die Länge der Rohrbogen-D,ehnungsaus@g@eicher
;ausfallen. Von der Blegungs'aufnahmefähigkeit hängen dabei zu einem nicht unbed8utenden
Grad die Herstellungskosten der Anlage ab.
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Es ist bereits bekannt, insbesondere bei der Herstellung von derartigen
Krümmern oder Kompensatorbogen, das: Rohr mit vorzugsweise radial ganz oder teilweisse
herumlaufenden Wellen oder Falten, die innen oder außen ,angeordnet sein können,
zu versieh en. Sowohl durch die um den ganzen Umfang herurhlaufenden Wellen als
auch durch die nur im Innern der Krümmung angeordneten Falten wurde eine wesentliche
Erhöhung der Biegungsaüfnahmefähigkeit :derartiger Krümmer und Kompensatorbogen
erreicht.
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rohrbogen-Dehnungsausgleicher
mit besonders großer Biegungsfähikkeit in einer bestimmten Richtung senkrecht zur
Rohrachse, der .glatte innere Rohrwandungen besitzt und somit den geringstmöglichen
Druckverlust verursacht. Erfindungsgemäß werden bei dem Rohr von vorzugsweise kreisrundem
Querschnitt senkrecht zur Richtung der die Biegung hervorrufenden Kräfte in oder
in der Nähe einer die Rohrachse und die neutralen Fasern der Rohrwand schneidenden
Ebene mindestens zwei auf einem Roh rdurchmessier -einander gegenüberliegende Längsfalten
angeordnet.
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Die Längsfalten werden bei der einfachsten Ausführungsform nach Art
eines U ausgebildet, dessen offene Seite auf dem Rohre aufsitzt. Zweckmäßigerweiisewird
der übergang, .der Längswände der Falten in den Rohrkörper abgerundet, um die dort
auftretenden höchsten Biegungsibeanspruchungen herabzusetzen. Die Falten können
erfindungsgemäß. ,auf -dem Rohr außen oder innen angeordnet sein.
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Als Vorteil des Erfindungsgegenstandes gegenüber den im Rohrleitungsbau
bekannten Konstruktionen ergibt sich insbesondere ein außerordentlich geringer Druckverlust,.
der
praktisch nicht größer ist als der des glatten Rohres bei hoher
Biegun,gsaufnahmefähigkeit und einfacher Herstellungsweise, wobei noch von einer
Lberdeckung der Längsfalten im Innern. der Rohrwandung Gebrauch ,gemacht werden
kann.
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Zur Verbesserung der Elastizität des Rohres können die Falten wellen-
oder zickzackförmig längs des Rohres angeordnet werden. In Sonderfällen ist es auch
möglich, die Falten auf einer Seite glatt, auf der anderen Seite wellen- oder zickzackförmig,
wie eben beschrieben, vorzusehen. Im allgemeinen wird sich jedoch aus Herstellungs-
und Kostenrücksichten ein glatter Verlauf der Längsfalten empfehlen.
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L; m insbesondere bei Rohren von verhältnismäßig großem Durchmesser
die Querschnittsgröße der Längsfalten zu begrenzen, erweist es sich dort als zweckmäßig,
statt einer Falte zwei- öder mehr Längsfalten. von gleichem oder verschiedenem Querschnitt
anzuordnen. Die Falten können auch hier entweder innerhalb oder außerhalb des Rohres
oder teils so; teils so angebracht sein. Für besondere Fälle wird :sich demgemäß
eine-S-förmige Ausbildung des Faltenquerschnittes als zweckmäßig erweisen.
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Bei nennenswerten Überdrücken innerhalb der Rohrleitung ist dafür
zu sorgen, daß die flachen Längswände der Falten nicht in unzulässiger Weise beansprucht
werden und nachgeben. Zu diesem Zwecke können an einigen vorzugsweise in gleichem
Abstande voneinander entfernten Stellen die Längsfalten unterbrochen werden oder
die Rohrwandung innerhalb der Längsfalten verbleiben, so daß das Rohr an: diesen
Stellen in seiner bisherigen Querschnittsform durchläuft.
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Es ist auch möglich, statt oder in Ergänzung dieser Maßnahme Klammern
oder Versteifungsrippen vorzusehen, die im wesentlichen radial zur Rohrachse angeordnet
sind und die sich einerseits gegen die Außenwand der Falten, andererseits gegen
die Rohrwand anlehnen. Solche Versteifungsrippen lassen sich auch rund um das Rohr
herum befestigen oder auch als Schellen ausbilden.
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:Einanderes Mittel zur Versteifü.ng der Längswände der Falten besteht
darin, daß die einander gegenüberliegenden Wände je einer Falte auf ihrer Innenseite
durch Zugglieder miteinander verbunden sind, die nach Art des Werkstoffes oder der
Formgebung eine besonders große Dehnungsfestigkeit besitzen. Die Längsachse der
Zugglieder kann beispielsweise etwas umgebogen zur Richtung ihrer Beanspruchung
derart vorgesehen werden; daß sie sich bei wachsender Beanspruchung etwas strecken
oder zusammendrücken kann. Auf der beiliegenden Zeichnung sind einige Ausführungsformen
des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Es zeigen Fig. i einen Querschnitt
durch einen Rohrbogen gemäß der vorliegenden Erfindung, Fig. z einen Querschnitt
durch eine andere Ausf ührungsf orm, Fig.3 einen Querschnitt durch eine weitere
Ausführungsform, Fig. q. einen Querschnitt durch eine Ausführungsform mit zwei nebeneinanderliegenden
Längsfalten, deren Querschnitte parallel zueinander angeordnet sind, Fig. 5 den
Querschnitt durch eine andere Ausführungsform, bei der die Längsfalten nach außen
gebogen und die so entstandenen Hohlräume gegen das Innere des Rohres abgedeclet
sind, Fig. 6 und 7 die Querschnitte von Ausführungsformen, deren Längsfalten durch
sich gegen die Rohrwand anlehnende Rippen versteift sind, Fig.8 den Querschnitt
durch eine Ausführungsform, deren Längsfalten durch im Innern liegende Anker versteift
sind, Fig.-9 und io die Querschnitte von Ausführungsformen mit der Darstellung der
Verbindung der Längsfalten mit dem Rohrkörper; Fig. i i zeigt in Seitenansicht einen
mit Längsfalten versehenen Lyrabogen; bei dem die Längsfalten nur in den Krümmungen
angeordnet sind, Fig. i z einen Krümmer in Seitenansicht, bei dem eine Längsfalte
mit den bekannten, radial `über den ganzen Umfang verlaufenden Wellen kombiniert
ist; Fig. 13 einen Krümmer in Seitenansicht, bei dem eine Längsfalte rriit den bekannten,
nur in der inneren Krümmung angeordneten Radialfalten vereinigt ist.
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In Fig. i haben die Längsfalten i einen einfachen U-förmigen Querschnitt,
wobei das U nach außen gebogen ist. Die Längsfalten 2 gemäß der Fig. z haben ebenfalls
einen U-förmig gebogenen Querschnitt, der hier jedoch nach innen gebogen ist.
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Fig. 3 zeigt den Querschnitt durch ein Rohr, dessen Längsfalten 3
S-förmig ausgebildet sind.
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Der Verlauf der Falten längs des Rohres kann auf beliebige Weise erfolgen.
Die,Ausführungsförm gemäß Fig. q. eignet sich insbesondere für große Rohrdurchmesser.
Hier sind auf jeder Seite zwei nebeneinanderliegende Längsfalten 5, 6 vorgesehen,
deren Querschnitte im vorliegenden Falle parallel zueinander liegen.
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Um die Strömung innerhalb des Rohres zu verbessern, sind, wie in der
Fig. 5 dargestellt ist, die dprch die nach außen gebogenen
Längsfalten
i o entstandenen Hohlräume 7 zweckmäßigerweise abzudecken. Die Fig.5 zeigt eine
Ausführungsform, bei der ein Teil 9 der Rohrwand 8 als Abdeckung für diese durch
die Längsfalten gebildeten Hohlräume dient.
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Die Längsfalten r i können in regelmäßigen. Abständen unterbrochen
werden, um eine Versteifung der Seitenwände der Längsfalten zu erzielen. Dieser
Zweck kann auch in der Weise erreicht werden, daß gemäß- Fig. 6 die Seitenwände
12 der Längsfalten durch Rippen 13 versteift sind, die sich einerseits gegen die
Längswände der Falten, andererseits gegen die Rohrhülle anlehnen.
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Die Fig.7 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung. Hier greifen
rings um das Rohr 15 und die Längsfalten 16 radial angeordnete Rippen 14 an, die
im vorliegenden Falle in gleichen Abständen voneinander angeordnet sind.
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Gemäß Fig.8 können .auch die Längsfalten 1-9 von innen her durch Anker
20 versteift werden, die in irgendeiner Weise mit dem Rohr 2q., beispielsweise durch
Schweißung, verbunden werden. Die Anker 2o sind gerade ausgeführt und verlaufen
senkrecht zu den Rohrwänden 24 und den Seitenwänden der Längsfalten i 9. , Sie können
auch in einem Winkel. zu den Seitenwänden der Längsfalten 19 angeordnet sein, um
eine bessere Dchnungsfähigkeit zu bewirken. Zu diesem Zwecke können auch die Anker,
in irgendeiner Weise gebogen, vorgesehen werden.
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Gemäß Fig.9 sind die Längsfalten beispielsweise durch Schweißung,
derart mit dem Rohr? 5 verbunden, daß die Verbindungsstelle 26 außerhalb
der Stelle der größten Biegungsbeanspruchung liegt. Bei dieser Ausführungsform sind
die Längswände der in dem Röhr 25 vorgesehenen Aussparungen schuhförmig derart herausgeholt,
daß die Sdhweißstelle 26 außerhalb des Umfanges des-Rohres 25 angeordnet ist. In
der Fig. i o sind mit 27 die Längsfalten bezeichnet, die mit dem Rohr 28 durch Schweißung
verbunden werden. Die Längsfalten 27 sind hier mit lappenförmigen Ansätzen derart
versehen, daß die Schweißstellen 29 ebenfalls außerhalb der Stelle der größten Biegungsbeanspruchung,
und zwar hier innerhalb des Umfanges des Rohres 28 zu liegen kommen.
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In der Fig. i i ist ein Lyrabogen dargestellt, in dessen Hauptkrümmungen
Längsfalten 29 angeordnet sind. An den Stellen 30; wo der ,Verlauf des Lyrabogens
im wesentlichen gerade ist, können die Längsfalten ohne wesentliche Beeinträchtigung
der Elastizität des. Bogens fortgelassen werden.
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Die Fig. 12 stellt einen Krümmer 3q. dar, bei dem eine gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgebildete Längsfalte 3 5 mit den bekannten, radial über den ganzen
Umfang verlaufenden Wellen 36 kombiniert ist, um einen Krümmer von besonders hoher
Elastizität zu erhalten. In ähnlicher Weise ist in der Fig. 13 ein Krümmer 31 dargestellt,
bei dem eine Längsfalte 32 mit den bekannten, nur in der inneren Krümmung angeordneten
Radialfalten vereinigt ist.
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Auch eine Anordnung, bei der längs der geraden oder gekrümmten Rohrachse
im wesentlichen radial verlaufende Falten. oder Wellen mit Längsfalten abwechseln,
kann für bestimmte Zwecke vorteilhaft sein.