DE695568C - Elbow expansion compensator - Google Patents

Description

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.Elbow expansion compensators The invention relates to elbow expansion compensators for pipelines where the greatest possible capacity for bending stresses is desired in a certain direction perpendicular to the pipe axis. First Line this comes for the shipbuilding and then also 'more generally for the vehicle construction in question. The arrangement of elbows or elbows that compensate for the longitudinal expansion as a result of, temperature changes or the like. switched on in pipelines, is well known. the greater the capacity for bending stresses is, the lower the projection and length of the pipe elbow D, ehnungsaus @ g @ eicher ;fail. A not insignificant amount depends on the capacity to absorb exposure Degree the manufacturing costs of the plant.

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.It is already known, especially in the manufacture of such Elbows or compensator bends, the: tube with preferably completely or partially radial running waves or folds, which can be arranged inside or outside, to be provided. Both by the waves running around the entire circumference as also through the folds arranged only in the interior of the curve it became an essential one Increase in the ability to absorb bends: such bends and compensator bends achieved.

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.The present invention relates to an elbow expansion compensator with particularly great flexibility in a certain direction perpendicular to the Pipe axis that has smooth inner pipe walls and thus the smallest possible Pressure loss caused. According to the invention are preferably circular in the pipe Cross section perpendicular to the direction of the bending forces in or near one intersecting the pipe axis and the neutral fibers of the pipe wall Level at least two longitudinal folds lying opposite one another on a pipe diameter arranged.

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.In the simplest embodiment, the longitudinal folds are made in accordance with Art of a U formed, the open side of which rests on the tube. Appropriately the transition, .the longitudinal walls of the folds in the tubular body rounded to the there to reduce the highest bending stresses that occur. The wrinkles can according to the invention. , be arranged on the outside or inside of the pipe.

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.As an advantage of the subject matter of the invention over those in pipeline construction known constructions, there is in particular an extremely low pressure loss. the is practically no greater than that of the smooth tube at high Flexibility, gsaufnahmefähigkeit and simple manufacturing method, with one more Covering the longitudinal folds inside. the pipe wall use can.

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.To improve the elasticity of the pipe, the folds can be wavy or zigzag along the pipe. In special cases it is too possible, the folds smooth on one side, wavy or zigzag on the other side, as just described, to be provided. In general, however, manufacturing and cost considerations recommend a smooth course of the longitudinal folds.

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.L; m especially for pipes of relatively large diameter To limit the cross-sectional size of the longitudinal folds, it proves to be useful there instead of one fold, two or more longitudinal folds. of the same or different cross-section to arrange. Here, too, the folds can either be inside or outside the tube or partly so; partly be so appropriate. For special cases it becomes: accordingly an-S-shaped formation of the fold cross-section prove to be expedient.

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.In the case of significant overpressures within the pipeline, this is the case to ensure that the flat longitudinal walls of the folds are not stressed in an inadmissible manner become and give in. For this purpose, some preferably in the same At a distance from one another, the longitudinal folds are interrupted or the pipe wall remain within the longitudinal folds, so that the pipe at: these Passes through places in its previous cross-sectional shape.

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.It is also possible to use brackets instead of or in addition to this measure or to provide stiffening ribs which are arranged essentially radially to the pipe axis are and on the one hand against the outer wall of the folds, on the other hand against lean against the pipe wall. Such stiffening ribs can also be placed around the pipe fasten around or train as clamps.

: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.: There is another means of stiffening the longitudinal walls of the folds in that the opposing walls each have a fold on their inside are connected to each other by tension members, depending on the type of material or the Shaping have a particularly high tensile strength. The longitudinal axis of the Tension members can, for example, be bent slightly to the direction of their stress so provided; that they stretch a little with increasing stress or squeeze. Some embodiments are shown in the accompanying drawing of the subject matter of the invention shown schematically. FIG. 1 shows a cross section through a pipe bend according to the present invention, Fig. Z shows a cross section through another embodiment, FIG. 3 shows a cross section through another Embodiment, Fig. Q. a cross section through an embodiment with two adjacent Longitudinal folds, the cross sections of which are arranged parallel to one another, Fig. 5 den Cross section through another embodiment in which the longitudinal folds outwards bent and the resulting cavities covered against the inside of the tube 6 and 7 are the cross-sections of embodiments whose longitudinal folds are through ribs resting against the pipe wall are stiffened, FIG. 8 shows the cross section by an embodiment whose longitudinal folds are stiffened by internal anchors Figs. 9 and 10 are cross-sections of embodiments showing Figs Connection of the longitudinal folds with the tubular body; Fig. I i shows a side view lyric arcs with longitudinal folds; in which the longitudinal folds only in the curves are arranged, Fig. i z a bend in side view, in which a longitudinal fold combined with the well-known waves running radially over the entire circumference is; 13 shows a bend in side view, in which a longitudinal fold rriit the known, is united only arranged in the inner curve radial folds.

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.In Fig. I the longitudinal folds i have a simple U-shaped cross-section, with the U bent outwards. The longitudinal folds 2 according to FIG. Z also have a U-shaped curved cross-section, but here it is curved inward.

Fig. 3 zeigt den Querschnitt durch ein Rohr, dessen Längsfalten 3 S-förmig ausgebildet sind.FIG. 3 shows the cross section through a tube, the longitudinal folds of which 3 Are S-shaped.

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.The course of the folds along the pipe can be done in any way. The, embodiment according to FIG. Q. is particularly suitable for large pipe diameters. Here two longitudinal folds 5, 6 lying next to one another are provided on each side, the cross-sections of which are parallel to one another in the present case.

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.To improve the flow inside the pipe are, as in the Fig. 5 is shown, the dprch the outwardly bent Longitudinal folds To expediently cover the cavities 7 formed. The Fig.5 shows a Embodiment in which a part 9 of the pipe wall 8 as a cover for this through the longitudinal folds formed cavities is used.

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.The longitudinal folds r i can be regular. Interrupted at intervals to achieve a stiffening of the side walls of the longitudinal folds. This Purpose can also be achieved in such a way that according to FIG. 6 the side walls 12 of the longitudinal folds are stiffened by ribs 13, which are on the one hand against the Lean the longitudinal walls of the folds, on the other hand, against the pipe casing.

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.7 shows another embodiment of the invention. Grab it here around the tube 15 and the longitudinal folds 16 radially arranged ribs 14 which in the present case are arranged at equal distances from one another.

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.According to FIG. 8, the longitudinal folds 1-9 can also be anchored from the inside 20 are stiffened in some way with the pipe 2q., For example by Weld. The anchors 2o are straight and run perpendicular to the tube walls 24 and the side walls of the longitudinal folds i 9th, you can also at an angle. be arranged to the side walls of the longitudinal folds 19 to to bring about a better elasticity. For this purpose the anchors, bent in any way, provided.

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.According to FIG. 9, the longitudinal folds are, for example, by welding, in such a way with the pipe ? 5 connected that the connection point 26 is outside the point of greatest bending stress. In this embodiment, the longitudinal walls of the recesses provided in the tube 25 are brought out in the shape of a shoe in such a way that the welding point 26 is arranged outside the circumference of the tube 25. In FIG. 10, 27 denotes the longitudinal folds which are connected to the tube 28 by welding. The longitudinal folds 27 are provided here with tab-shaped projections in such a way that the weld points 29 also come to lie outside the point of greatest bending stress, namely here within the circumference of the tube 28.

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.In Fig. I i a lyric arch is shown, in its main curvatures Longitudinal folds 29 are arranged. At points 30; where the, course of the lyric arc is essentially straight, the longitudinal folds can be removed without significant impairment the elasticity of the. Arch can be omitted.

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.Fig. 12 shows a manifold 3q. represents, in which one according to the present Invention formed longitudinal fold 3 5 with the known, radially over the whole Circumferential shafts 36 are combined to form a particularly high elbow To maintain elasticity. In a similar way, a bend 31 is shown in FIG. 13, in which a longitudinal fold 32 with the known ones arranged only in the inner curvature Radial folds is united.

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.Also an arrangement in which along the straight or curved pipe axis essentially radial folds. or alternate waves with longitudinal folds, can be beneficial for certain purposes.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE i. Rohrbogen-Dehnungsausgleicher, dadurch gekennzeichnet,- da:ß die für den Dehnungsausgleich bestimmten Rohrteile mit mindestens zwei einander gegenüberliegenden Längsfalten versehen sind, die senkrecht zur Richtung der Biegungsbeanspruchung und in oder in der Nähe der durch die Rohrachse und die neutralen Fasern der Rohrwandung gelegten Ebene angeordnet sind. PATENT CLAIMS i. Elbow expansion compensator, characterized - da: ß the pipe parts intended for expansion compensation with at least two of each other opposite longitudinal folds are provided, which are perpendicular to the direction of the bending stress and in or near the through the pipe axis and the neutral fibers of the pipe wall laid level are arranged. 2. Rohrbogen-Dehnungsausgleicher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Falten wellen- oder zickzackförmig längs des Rohres angeordnet sind. 2. Elbow expansion compensator according to claim i, characterized in that the folds are wavy or zigzag along the tube are arranged. 3. Rohrbogen-Dehnungsausgleicher nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei nach außen herausragenden Längsfalten die nach innen zu entstandenen Hohlräume in an sich 'bekannter Weise gegen das Rohrinnere abgedeckt sind. q.. 3. Elbow expansion compensator according to claim i and 2, characterized characterized in that with outwardly protruding longitudinal folds the inwardly resulting cavities covered in a 'known manner against the inside of the pipe are. q .. Rohrbogen-Dehnungsausgleicher nach Anspruch t bis 3, dadurch gekennzeichnet,-daß zur Versteifung der Längsfalten Rippen angeordnet sind, die sich einerseits gegen die Außenwand der Falten, anderer. seits gegen die Rohrwand anlehnen und teilweise oder ganz, radial oder schraubenförmig usw. um das Rohr herumlaufen. Elbow expansion compensator according to Claims t to 3, characterized in that to stiffen the longitudinal folds ribs are arranged, which on the one hand against the outer wall of the folds, other. lean against the pipe wall and partially or completely, radially or helically, etc. around the pipe. 5. Rohrbogen-Dehnunggausgleicher nach Anspruch i bis, q, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Längs\a,ände je einer Falte durch auf ihrer. Innenseite angeordnete Zugglieder gegenseitig versteift werden. 5. Elbow expansion compensator according to claim i to q, characterized in that the mutually opposite Along the way, a fold would go through on hers. Tension members arranged on the inside mutually be stiffened. 6. Rohrbogen-Dehnungsausgleicher nach Anspruch i bis 5, bei dem die Längsfalten mit den Rändern zweckentsprechender, in der Rohrwand vorgesehener Aussparungen durch Schweißen, Nieten, Löten o. dgl. verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstelle außerhalb des Überganges des Faltenquerschnittes in dem normalen Rohrquerschnitt liegt. 6. Elbow expansion compensator according to claim i to 5, in which the longitudinal folds with the edges more appropriate, provided in the pipe wall Recesses are connected by welding, riveting, soldering or the like, characterized in that that the junction outside of the transition of the fold cross-section in the normal pipe cross-section. 7. Rohrbogen-Dehnungsausgleicher nach Anspruch z bis 6, bei dem die Längsfalten mit den Rändern zweckentsprechender, in der Rohrwand vorgesehener Aussparungen durch Schweißen, Nieten, Löten o. dgl. verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Elastizität des Rohres die Längsfalten aus einem dünneren, aber hochwertigeren Werkstoff hergestellt sind als der Rohrkörper.7. Elbow expansion compensator according to claim z to 6, wherein the longitudinal folds with the edges more appropriate, Recesses provided in the pipe wall by welding, riveting, soldering or the like. are connected, characterized in that to increase the elasticity of the pipe the longitudinal folds are made of a thinner, but higher quality material than the pipe body.