DE884086C

DE884086C - Starre Verbindung von Stahlrohren, insbesondere zum Aufbau von Masten, Mastpfosten od. dgl.

Info

Publication number: DE884086C
Application number: DEP44268A
Authority: DE
Original assignee: Motor Columbus AG
Current assignee: Motor Columbus AG
Priority date: 1947-02-20
Filing date: 1949-05-31
Publication date: 1953-07-23

Description

Starre Verbindung von Stahlrohren, insbesondere zum Aufbau von Masten, Mastpfosten od. dgl. Es ist bekannt, gußeiserne Rohre, die zur Fortleitung von Flüssigkeiten oder Gasen dienen, durch Muffen zu verbinden, wobei in den manschettenförmigen Ringraum zwischen der Muffe des einen und dem Ende des andern Rohres außer einem schmiegsamen Dichtungsstoff, wie Hanf- oder Asbestschnur, noch ein Metallausguß, meist aus Blei, zum Abschluß der Dichtungsfuge dient. Es ist ferner bekannt, an der Verbindungsstelle stählerner Leitungsrohre, die einen, gewissen Innendruck auszuhalten haben, eine Muffe überzuschieben und diese gegen, die Rohrenden durch in flüssigem Zustand eingegossene Metall- oder Zementringe abzudichten, wobei Rohrenden und Muffen mit einarider ent-sprechenden Rillen versehen sind, in die das Dichtungsmaterial eingegossen wird. Solche Leitungsrohre werden meist mit horizontaler Rohrachse verlegt und ruhen auf dem Boden oder auf Stützen auf.
Stallrohre aber, die für aufrecht stehende Baukonstruktionen als Maste oder Pfosten von Gittermasten benutzt werden und bei denen es auf ihre Festigkeit, sei es Druck-, Zug-, Bnegungs- oder Knickfestigkeit, ankommt, pflegt man, wenn sie aus mehreren gleichachsigenRohrabschnitten zusammengesetzt werden, entweder direkt bzw. unter Benutzung von Fittings zu verschrauben oder zu verschweißen oder, in besonderen Fällen, durch Konusverbindung zu.sammnenzusteckeri. Die Verbindung mittels Schrauhmuffen setzt das Schneiden von. Gewinde auf dieRöhrenden voraus, wodurch ihrQuerschnitt geschwächt wird. Auch Schweißverbindungen setzen die Festigkeit des Rohrmaterials herab; so daß man diese beiden Verbindungsarten nicht ohne weiteres -anwenden kann: Diese letztgenannten Verbindungen erfordern also viel Arbeit, sind sehr teuer und befriedigen als Festigkeitsverbindungen für Baukonstruktionen nicht, weder -in technischer noch in ästhetischer Hinsicht.
Durch die Erfindung dagegen werden alle Anforderungen an eine solche Rohrverbindung für stählerne Mastkonstruktionen erfüllt. Darnach besitzt, wie für Dichtungsverbindungen an sich bekannt, wenigstens eines von zwei ineinändergesteckten Rohrenden mindestens eine dem andern Rohrende zugekehrte, vorn ihm allseitig verdeckte Ringnut, die von außen her mit einem aus dem flüssigen Zustand in den festen übergegangenen Ringkörper solcher Abmessungen. und Materialeigenschaften ausgefüllt ist, daß die für die Konstruktion maßgebende Festigkeit der Verbindung mindestens die Größenordnung der Festigkeit der Rohre selbst aufweist. Das übergreifende Ende kann,-auch- durch -ein gesondertes Muff.enstück ersetzt sein.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung im Längsschnitt durch die Verbindungsstelle zweier Maströhre dargestellt, und zwar haben die Rohre ä und b in Fig. 2, 3 und 6 gleichen Durchmesser,. während sie in Fig. i, 4, 5, 7 und 8 im Durchmesser voneinander abweichen.
Gemäß Fig. r ist auch die Wandstärke der beiden Rohre a und b verschieden" indem dasjenige b vom größeren Durchmesser auch die dickere Wandstärke hat. In dieses Rohr b sind an der Verbindungsstelle innen zwei Ringnuten c eingearbeitet, die an einer Stelle des Rohrumfangs durch einen ebenfalls in die Rohrwand eingearbeiteten, bis an die,Stirnwand des Rohres fortgesetzten Ei.n.gußtrichter d axial miteinander verbunden sind. Die Nuten c -und, der Trichter d sind mit einem erstarrten Werkstoff ausgefüllt, .der eine möglichst gute Haftfestigkeit an der Rohrwand besitzt. Ein aufgeschwweißter Anschlagring e hindert bei lotrechter Montage das Hineingleiten des dünneren Rohres a in dasdickere b.
In. vielen Fällen genügt aber die bloße Haftwirkung zwischen Rohr- und Vergußmaterial nicht zur Erlangung der geforderten Festigkeit. Wo also höhere Zug-, Druck-, Biegungs- oder Knickbeanspruchurigen auftreten, wird die Festigkeit der Verbindung durch einen oder mehrere auf Absc'herung beanspruchte eingegossene und erstarrte Haftringe c nur in der Weise erreicht, daß in beide Rohrenden umlaufende Ringnuten eingearbeitet sind die einander entsprechend gegenüberliegen und zusammen den von der Vergußmasse auszufüllenden Ringquerschnitt ergeben,:-Gemäß Fig. 2 sind die Ringnuten c in die Rohrwände eingedrückt, und zwar im inneren Rohrende a auf der Außenseite, in dem zu einer außen liegenden Muffe f erweiterten Ende des Rohres b auf dien Innenseite: Zum - Eingießen der erstarrenden Füllung dienen hier Löcher g.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind an die Rohrenden a und b sieh ringförmig überlappend-e Verdickungen h und i angeschweißt, in denen im Querschnitt rechteckige Ringnuten e an einander entsprechenden Stellen ausgespart sind, so daß die Vergußmasse zwei Ringe mit Rechteckquerschnitt bildet. Zum Eingießen dient wieder ein sich nach außen und oben trichterförmig öffnender Kanal d.
Da im Handel gewalzte Rohre mit innen oder außen verdickten Enden zu haben sind, lassen sich diese mit Vorteil für die beschriebene Verbindungsart verwenden, weil ihre Durchmesser so abgestuft sind, daß sie mit nur geringem Spiel, z: B. mit Gleitsitz, ineinander passen. Verbindungen solcher Rohre a und, b sind in den Fig. 4 und 5 veranschaulicht, und zwar in Fib. 4 mit innenseitigen, in Fig. 5 mit außenseitigen Verdickungen m und n. Die Verdickungen könnten auch aufgeschweißt oder aufgeschrumpft sein. Die Ringnuten c können, wie in Fig.4, rechteckigen oder, wie in Fig.5, runden Querschnitt haben; auch andere Querschnittsform.°n, z. B. ovale wie in Fig. 8, sind möglich.
In Fig. 6 ist eine Verbindung einander stumpf stoßender Rohre a und b gleichen Durchmessers mit verdickten Enden m und n gezeigt, bei der ein Muffenstick k mit zwei inneren Ringnuten c über die Stoßstelle geschoben und mit beiden Rohrenden durch Eingußringe verbunden ist. Auch diese Verbindung besitzt die geforderte Festigkeit.
Sind die Rohrenden, die man, zu verbinden hat, von stark verschiedenem Durchmesser, so kann man sich gemäß Fig. 7 und 8 eines Zwischenrohrstückes o bedienen, und zwar entweder mit Ringnuten c, die, wie bei Fig. 7, in der Höhe gegeneinander versetzt sind, oder, wie bei Fig:8, auf gleicher Höhe liegen.
Statt die Ringnuten einzudrücken, einzuwalzen oder einzuschneiden, können sie auch durch auf das innere Rohrende im Abstand der gewünschten Nutbreite aufgewalzte oder aufgeschweißte Ringe gebildet werden, indem der Zwischenraum zwischen je zwei henachbartieri 'Ringen die Ringnut bildet. Beim äußeren- Rohrende können dementsprechend die Ringe eingewalzt oder neingeschweißt sein.
Es ist natürlich auch möglich, Ringnuten verschi-edener Ausführungsarten miteinander zu, kombinieren und z. B. für das innere Rohrende eingeschnittene (Fig. 3 oder 4), für das äußere Rohrende der gleichen Verbindungsstelle eingedrückte Ringnuten (Fig. 2) zu verwenden; oder es können durch aufgeschweißte. Ringe gebildete 'Nuten am Innenro'hrende mit ei.ngeschnittenenRingnutendesAuflenrohrendes den Hohlraum für den! Einguß ring bilden USW.
Da es sich um stählerne Rohre handelt, kommt als Vergüßmasse einerseits flüssiger 75ementbrei oder ein Kun.st'harzprodukt in Frage; anderseits wird man aber häufig ein verflüssigtes Metall vorziehen, und hier hat sich Zink oder eine Zinklegi. erung oder Kadmium als besonders geeignet erwiesen. Zinn und Blei, wie sie bei gas- oder flüssigkeitsdichter Verbindung von Leitungsrohren meist verwendet werden, sind zu weich und lassen sich auch nach dem Erkalten zu leicht deformieren. Aluminium, Messing oder Kupfer haben zu hohe Schmelzpunkte, wenigstens für die Verarbeitung auf dem Bauplatz. Bei Verwendung verhältnismäßig leicht schmelzender Metalle und Legierungen ist eine zerstörungsfreie Wiedertrennung der Rohrverbindung durch Erhitzen der Verbindurngsstell,en möglich. In gewissen Spezialfällen kann auch Gips oder Asphalt als Ausgußmaterial in Frage kommen.
Beim Gießen wird' man gewöhnlich die flüssige Vergußmasse einfach in den Trichter einfüllen., besonders auf der Baustelle. Doch ist sie auch beim Vorhandensein entsprechender Einrichtungen unter Druck einzugießen, also nach einem Preß- oder Spritzgußverfahren.
Bei Verbindung von Stahlrohren mit Zinkringen nach der Erfindung hat sich eine außerordentliche Scherfestigkeit der angegossenen Ringe ergeben, die in Erscheinung tritt, wenn die Rohrverbindung auf Zug oder Druck beansprucht wird. Die Eingußringe können mit Leichtigkeit so dimensioniert werden-, daß ihre Scherfestigkeit größer ist als die Zug- oder Druckfestigkeit der durch sie verbundenen Rohre.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Starre Verbindung von ineinandergesteckten oder von einem gesonderten Muffenstück überdeckten Stahlröhren, insbesondere zum Aufbau von Masten, Mastpfosten od. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der beiden Rohrenden oder die Muffe mindestens eine dem anderen Rohrende bzw. der Muffe zugekehrte, von ihm bzw. ihr allseitig verdeckte Ringnut aufweist, die von außen her zur Bildung eines Ringkörpers vergossen ist, der so fest ist, daß die Festigkeit der Verbindungsstelle mindestens die Größenordnung der für die Konstruktion erforderlichen Festigkeit der Rohre selbst aufweist.
2. Verbindung mach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, d'aß .die Ringnuten in die Wand der Rohrenden bzw. der Muffe eingedrückt oder eingeschnitten sind.
3. Verbindung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfüllöffnung für die Vergußmasse sämtlicher Ringnuten gemeinsam ist, indem sie in einen die Ringnuten verbindenden Kanal mündet. .
4. Verbindung nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergußmasse ein Metall, und zwar vorzugsweise Zink, Kadmium oder eine Metallegierung von etwa gleicher Härte oder ein Kunststoff ist.
5. Z'erbindung nach einem der Ansprüche i bis -., dadurch gekennzeichnet, daß die verdickt sind, wobei die Verdickungen angeschweißt, aufgeschweißt, aufgeschrumpft oder angewalzt sind.
6. Verbindung nach Anspruch 5 von ineinand-ergesteckten Rohren, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdickungen des einen Rohrendes auf seiner Außenseite, die des andern auf seiner Innenseite angebracht sind (Fig.3).
7. Verbindung nach Anspruch 5 oder 6 von Rohren ungleichen Durchmessers, dadurch ge- kennzeichnet, daß .die Rohrenden so weit verdickt sind, daß ihre Überlappung einen Gleitsitz bildet.
Verbindung nach einem der Ansprüche i bis 6 von ineinandergesteckten Rohren gleichen Durchmessers, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Rohrende entweder in das erweiterte Ende des anderen Rohres oder über das verengte Ende des anderen Rohres gesteckt ist (Fig. 2).
9. Verbindung nach einem der Ansprüche i bis 8, .dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrenden bzw. die Rohrenden und das gesonderte Muffenstück auf den einander zugekehrten Flächen mit -einander gegenüberliegenden Ringnuten versehen sind, die zusammen den Gußkanal zur Herstellung des Ringkörpers bilden. io.
Verbindung nach einem der Ansprüche i bis 7 vorn irneinandergesteckten Rohren ungleichen Durchmessers, gekennzeichnet durch eine den Zwischenraum zwischen den Rohrenden ausfüllende Zwischenlage, die den Rohrrillen gegenüberliegende, umlaufende Rillen entsprechend Anspruch 9 enthält (Fig. 7 und 8). i i.
Verbindung nach Anspruch 9 oder i o, dadurch gekennzeichnet, daß in Richtung der Rohrachse die Scherfestigkeit der Gesamtheit der Ringkörper der Verbindung größer ist als die Zug- oder Druckfestigkeit der verbundenen Rohre selbst.
12. Verbindung nach einem der Ansprüche i bis i i von ineinandergesteckten Rohren, dadurch gekennzeichnet, .daß wenigstens eines der Rohrenden mit ein-ein Anschlag zur Begrenzung ihrer Überlappung versehen ist.