Der richtige Abstand zwischen Rohrschellen lässt sich nicht mit einem einzigen Pauschalwert festlegen. Rohrdurchmesser, Werkstoff, Wanddicke, Füllgewicht, Temperatur, Einbaulage und zusätzliche Bauteile beeinflussen, wie weit zwei Befestigungspunkte voneinander entfernt sein dürfen.
Für eine sichere Planung sollten Sie deshalb nicht einfach einen allgemeinen Meterwert übernehmen. Prüfen Sie stattdessen die Belastung der Rohrleitung, ihre Steifigkeit, die zulässige Durchbiegung und die Funktion der einzelnen Befestigungspunkte. Herstellerangaben, Systemvorgaben und projektspezifische Regelwerke bilden dabei die Grundlage.
Warum der Abstand zwischen Rohrschellen wichtig ist
Jede Rohrschelle beziehungsweise jeder Lagerpunkt übernimmt einen Teil der Last der Rohrleitung. Vergrößert sich der Abstand zwischen zwei Befestigungen, muss ein größerer Rohrabschnitt von den jeweiligen Lagerpunkten getragen werden.
Gleichzeitig steigt die freie Spannweite des Rohres. Dadurch können Durchbiegungen, Biegespannungen und Schwingungsanfälligkeit zunehmen.
Zu große Schellenabstände können unter anderem dazu führen, dass:
- sich die Rohrleitung stärker durchbiegt,
- einzelne Rohrschellen höher belastet werden,
- Rohrverbindungen oder Anschlüsse zusätzliche Kräfte aufnehmen,
- Schwingungen stärker auftreten,
- Armaturen oder andere Einbauteile ungünstig belastet werden,
- die vorgesehene Rohrleitungsführung nicht eingehalten wird.
Sehr kleine Abstände sind umgekehrt nicht automatisch die bessere Lösung. Zusätzliche Befestigungspunkte erhöhen den Montageaufwand und können bei thermisch beanspruchten Rohrleitungen unerwünschte Zwängungen verursachen, wenn Festpunkte, Führungen und bewegliche Lagerungen nicht richtig aufeinander abgestimmt sind.
Der Rohrschellenabstand ist deshalb Teil der gesamten Planung einer Rohrbefestigung.
Wovon hängt der richtige Rohrschellenabstand ab?
Für die Bestimmung eines geeigneten Befestigungsabstands müssen mehrere Einflussgrößen gemeinsam betrachtet werden.
Rohrdurchmesser und Wanddicke
Außendurchmesser und Wanddicke beeinflussen sowohl das Eigengewicht als auch die Biegesteifigkeit des Rohres.
Der Durchmesser allein reicht daher nicht aus, um einen Schellenabstand festzulegen. Zwei Rohre mit ähnlichem Außendurchmesser können aufgrund unterschiedlicher Wandstärken, Werkstoffe und Betriebsbedingungen unterschiedliche Befestigungsabstände erfordern.
Rohrwerkstoff
Stahl, Edelstahl, Kupfer und Kunststoff besitzen unterschiedliche mechanische und thermische Eigenschaften.
Besonders deutlich wird der Unterschied bei der Biegesteifigkeit und der temperaturbedingten Längenänderung. Tabellenwerte für ein bestimmtes Rohrsystem dürfen deshalb nicht ungeprüft auf einen anderen Werkstoff übertragen werden.
Bei Systemrohren sollten Sie vorrangig die Montage- und Verlegevorgaben des jeweiligen Herstellers beachten.
Gewicht des Mediums
Bei einer gefüllten Rohrleitung kommt zum Eigengewicht des Rohres das Gewicht des transportierten Mediums hinzu.
Bei Flüssigkeitsleitungen kann dieser Anteil erheblich sein. Auch bei normalerweise gasführenden Leitungen sollte geprüft werden, ob während Druckprüfung, Reinigung, Stillstand oder eines anderen Betriebszustands eine vollständige Flüssigkeitsfüllung auftreten kann.
Dämmung und Ummantelung
Wärme- und Kältedämmungen, Blechummantelungen, Begleitheizungen und weitere Aufbauten erhöhen die ständige Last der Rohrleitung.
Diese Lasten sollten bei der Festlegung der Lager- beziehungsweise Schellenabstände von Beginn an berücksichtigt werden. Eine ausführlichere Übersicht der relevanten Lastarten finden Sie unter Welche Belastungen müssen Rohrhalter aufnehmen?.
Armaturen und andere Einzellasten
Ventile, Schieber, Filter, Flansche, Messgeräte oder andere Einbauteile erzeugen konzentrierte Lasten.
Eine schwere Armatur in der Mitte einer großen freien Spannweite kann die Belastung wesentlich stärker beeinflussen als eine gleichmäßig verteilte Rohrlast.
In solchen Bereichen können zusätzliche Unterstützungen oder kleinere Abstände erforderlich sein.
Rohrschellenabstand Schritt für Schritt bestimmen
Für industrielle Rohrleitungen empfiehlt sich ein systematisches Vorgehen.
1. Vorgaben für das verwendete Rohrsystem prüfen
Prüfen Sie zunächst, ob für das Rohr beziehungsweise Rohrleitungssystem verbindliche oder empfohlene Befestigungsabstände vorgegeben sind.
Geeignete Quellen können beispielsweise sein:
- technische Unterlagen des Rohrherstellers,
- Verlege- und Montageanleitungen,
- projektspezifische Spezifikationen,
- Werksnormen,
- anzuwendende technische Regelwerke.
Herstellertabellen beziehen sich normalerweise auf definierte Werkstoffe, Abmessungen und Betriebsbedingungen. Ein angegebener Maximalabstand sollte deshalb nur innerhalb des vorgesehenen Anwendungsbereichs verwendet werden.
2. Gewicht je Meter Rohrleitung ermitteln
Anschließend bestimmen Sie die ständige Linienlast der Rohrleitung.
Berücksichtigen Sie dabei insbesondere:
- Eigengewicht des Rohres,
- Gewicht des Mediums,
- Dämmung,
- Ummantelung,
- Begleitheizung,
- regelmäßig vorhandene Anbauteile.
Damit erhalten Sie die Last, die pro Meter Rohrleitung getragen werden muss.
Für eine überschlägige Betrachtung regelmäßig angeordneter Lager kann die Last eines inneren Lagerpunkts näherungsweise aus der Linienlast und der zugeordneten Einflusslänge bestimmt werden.
Je größer der Lagerabstand, desto größer wird damit grundsätzlich auch die auf den einzelnen Lagerpunkt entfallende Gewichtslast.
Eine ausführlichere Betrachtung dieses Zusammenhangs finden Sie im Beitrag Rohrlager berechnen.
3. Einzellasten separat betrachten
Schwere Armaturen oder andere konzentrierte Lasten sollten Sie nicht einfach gleichmäßig auf die gesamte Rohrleitung verteilen.
Prüfen Sie stattdessen, ob im unmittelbaren Bereich eines Bauteils eine zusätzliche Unterstützung erforderlich ist.
Besonders relevant sind beispielsweise:
- große Ventile und Schieber,
- Pumpenanschlüsse,
- Filter,
- Kompensatoren,
- Flanschgruppen,
- Mess- und Regeltechnik,
- Abzweige mit hohen Zusatzlasten.
Die Position der Rohrschellen kann sich dadurch lokal deutlich von einem regelmäßigen Grundraster unterscheiden.
4. Durchbiegung und Rohrbeanspruchung prüfen
Nicht nur die Tragfähigkeit der Rohrschelle begrenzt den möglichen Abstand.
Auch das Rohr selbst muss die freie Spannweite zwischen zwei Haltepunkten aufnehmen können. Bei zunehmender Spannweite steigen Durchbiegung und Biegebeanspruchung.
Der zulässige Abstand kann deshalb durch die Rohrsteifigkeit begrenzt werden, obwohl die verwendete Rohrschelle rein rechnerisch noch eine höhere Last aufnehmen könnte.
Bei großen Durchmessern, hohen Lasten oder kritischen Rohrleitungssystemen sollte die Spannweite deshalb statisch beziehungsweise rohrstatisch überprüft werden.
Belastbarkeit der Rohrschelle nicht mit zulässigem Schellenabstand verwechseln
Eine Rohrschelle mit hoher zulässiger Belastung ermöglicht nicht automatisch einen entsprechend großen Befestigungsabstand.
Für den maximal möglichen Abstand müssen mindestens zwei getrennte Fragen beantwortet werden:
- Kann die Rohrschelle die am Befestigungspunkt auftretende Last sicher aufnehmen?
- Kann die Rohrleitung die Spannweite zwischen den Befestigungspunkten ohne unzulässige Durchbiegung oder Beanspruchung überbrücken?
Zusätzlich müssen Verbindungselemente, Konsolen und Tragkonstruktion ausreichend dimensioniert sein.
Zur Auswahl und Dimensionierung der Befestigung selbst finden Sie weitere Informationen unter Rohrschellen berechnen und dimensionieren.
Temperatur kann den Befestigungsabstand beeinflussen
Temperaturänderungen wirken sich auf Rohrleitungen auf zwei Arten aus.
Zum einen können sich die mechanischen Eigenschaften eines Werkstoffes mit der Temperatur verändern. Zum anderen dehnt sich die Rohrleitung bei Erwärmung aus beziehungsweise zieht sich bei Abkühlung zusammen.
Diese Bewegung muss bei der Befestigungsplanung berücksichtigt werden.
Eine Rohrleitung mit ausreichend vielen Schellen kann trotzdem falsch gelagert sein, wenn Bewegungen an ungeeigneten Stellen verhindert werden.
Deshalb müssen Sie neben dem Abstand festlegen, welche Punkte:
- festhalten,
- führen,
- gleiten,
- seitliche Bewegungen begrenzen.
Festpunkte, Führungen und Gleitlager bilden gemeinsam ein Lagerungskonzept. Die Positionierung dieser Punkte darf nicht allein aus einem gleichmäßigen Rohrschellenraster abgeleitet werden.
Horizontale und vertikale Rohrleitungen getrennt betrachten
Die Einbaulage verändert die Beanspruchung der Befestigung.
Bei einer horizontalen Rohrleitung wirken Rohr- und Mediengewicht überwiegend als vertikale Last auf die einzelnen Auflager. Gleichzeitig muss das Rohr die freie Strecke zwischen den Befestigungspunkten überbrücken.
Bei vertikalen Leitungen verändert sich die Lastabtragung. Zusätzlich muss verhindert werden, dass die Leitung beziehungsweise einzelne Rohrabschnitte unkontrolliert abrutschen.
Verwenden Sie deshalb keine Abstände einer horizontalen Installation automatisch für eine vertikale Rohrleitung oder umgekehrt. Maßgeblich sind die Vorgaben für die konkrete Einbausituation.
Bei Schwingungen können kleinere Abstände erforderlich sein
Pumpen, Verdichter, Maschinen und pulsierende Strömungen können dynamische Kräfte in eine Rohrleitung einleiten.
Bei solchen Anwendungen ist ein ausschließlich anhand des Rohrgewichts bestimmter Abstand möglicherweise nicht ausreichend.
Zu prüfen sind unter anderem:
- Schwingungsamplitude,
- Schwingungsfrequenz,
- Steifigkeit der Befestigung,
- Rohrspannweite,
- Position von Maschinenanschlüssen,
- mögliche Resonanzen,
- wechselnde Lasten.
Zusätzliche Führungen oder veränderte Befestigungsabstände können erforderlich sein. Gleichzeitig sollte eine Rohrleitung nicht ohne Prüfung möglichst starr befestigt werden, da dadurch Schwingungen und Kräfte an andere Bauteile übertragen werden können.
Wie Sie aus verschiedenen Vorgaben den richtigen Abstand auswählen
In der Praxis können mehrere Grenzen gleichzeitig gelten.
Beispielsweise kann:
- der Rohrhersteller einen maximalen Abstand vorgeben,
- die berechnete Rohrdurchbiegung einen kleineren Abstand erfordern,
- eine schwere Armatur eine zusätzliche Unterstützung notwendig machen,
- eine dynamische Belastung engere Führungen verlangen,
- das thermische Lagerungskonzept bestimmte Positionen für Fest- und Gleitpunkte vorgeben.
Für die Planung gilt deshalb nicht der größte technisch denkbare Wert. Der endgültige Abstand muss sämtliche Anforderungen gleichzeitig erfüllen.
Ein Tabellenwert ist damit ein Ausgangspunkt der Planung und kein Ersatz für die Betrachtung der tatsächlichen Einbausituation.
Typische Fehler bei der Festlegung von Rohrschellenabständen
Einen pauschalen Meterwert für alle Rohrleitungen verwenden
Rohrmaterialien und Rohrsysteme unterscheiden sich erheblich. Ein allgemeiner Abstand kann deshalb bei einer Leitung funktionieren und bei einer anderen ungeeignet sein.
Nur den Rohrdurchmesser betrachten
Neben dem Durchmesser beeinflussen Wanddicke, Werkstoff, Medium, Temperatur und Zusatzlasten die erforderliche Spannweite.
Armaturen nicht berücksichtigen
Schwere Einbauteile verändern die Lastverteilung und können zusätzliche Haltepunkte erforderlich machen.
Nur die Tragfähigkeit der Schelle prüfen
Die Rohrschelle kann ausreichend dimensioniert sein, während sich das Rohr zwischen zwei Befestigungen bereits unzulässig stark durchbiegt.
Befestigungen gleichmäßig verteilen, ohne die Rohrbewegung zu betrachten
Ein regelmäßiges Raster ersetzt kein Lagerungskonzept. Bei thermisch beanspruchten Rohrleitungen müssen Festpunkte, Führungen und bewegliche Lager gezielt angeordnet werden.
Herstellerangaben eines anderen Rohrsystems übernehmen
Abstandstabellen gelten für die darin beschriebenen Produkte und Randbedingungen. Sie sollten nicht ohne technische Prüfung auf andere Rohrsysteme übertragen werden.
Welche Angaben benötigen Sie für eine belastbare Planung?
Für die technische Festlegung der Befestigungsabstände sollten möglichst folgende Daten vorliegen:
- Rohraußendurchmesser,
- Wanddicke,
- Rohrwerkstoff,
- Rohrgewicht,
- Medium und Füllzustand,
- Dämmung und Ummantelung,
- Betriebs- und Auslegungstemperatur,
- Einbaulage,
- Position von Armaturen und anderen Einzellasten,
- Leitungsführung,
- erwartete thermische Bewegungen,
- vorgesehene Fest-, Führungs- und Gleitpunkte,
- dynamische Belastungen,
- vorhandene Hersteller- und Projektvorgaben.
Je vollständiger diese Informationen sind, desto zuverlässiger lässt sich der erforderliche Abstand festlegen.
Rohrschellen und Rohrhalter passend zum Lagerabstand auswählen
Nachdem die Lagerpunkte festgelegt wurden, muss auch die Befestigung selbst für die dort auftretenden Lasten ausgelegt sein.
Dabei sollte die vollständige Lastkette betrachtet werden: vom Rohr über Schelle und Rohrhalter bis zur Konsole beziehungsweise Tragkonstruktion.
STEBA fertigt Rohrschellen, Rohrhalter und weitere Rohrbefestigungen für industrielle Anwendungen. Neben Standardausführungen können auch projektspezifische Abmessungen, Werkstoffe und konstruktive Lösungen umgesetzt werden.
Gerade bei hohen Lasten, besonderen Einbausituationen oder kundenspezifischen Rohrleitungskonstruktionen können Befestigung und Lagerung dadurch auf die technischen Anforderungen des Projekts abgestimmt werden.
Häufige Fragen zum Abstand von Rohrschellen
Wie groß sollte der Abstand zwischen zwei Rohrschellen sein?
Es gibt keinen allgemein gültigen Abstand für alle Rohrleitungen. Der zulässige Wert hängt unter anderem von Rohrwerkstoff, Durchmesser, Wanddicke, Gewicht, Medium, Temperatur, Einbaulage und Zusatzlasten ab. Prüfen Sie zunächst die Angaben des Rohrherstellers und anschließend die konkreten Belastungen der Anlage.
Kann man den Rohrschellenabstand anhand des Rohrdurchmessers bestimmen?
Der Durchmesser ist nur eine von mehreren Eingangsgrößen. Zusätzlich müssen beispielsweise Wanddicke, Werkstoff, Füllgewicht, Temperatur und zulässige Durchbiegung berücksichtigt werden.
Muss das Gewicht des Mediums berücksichtigt werden?
Ja. Bei gefüllten Leitungen gehört das Medium zur ständigen Belastung. Zusätzlich sollten besondere Zustände wie eine Wasserdruckprüfung berücksichtigt werden, wenn sie für das Rohrleitungssystem relevant sind.
Brauchen schwere Armaturen zusätzliche Rohrschellen?
Schwere Armaturen und andere Einzellasten können zusätzliche Unterstützungen erforderlich machen. Ihre Last sollte separat betrachtet und nicht lediglich gleichmäßig auf die vorhandenen Rohrschellen verteilt werden.
Sind bei Kunststoffrohren andere Abstände notwendig als bei Stahlrohren?
Ja, die zulässigen Befestigungsabstände können sich aufgrund unterschiedlicher Werkstoffeigenschaften deutlich unterscheiden. Verwenden Sie die Verlege- und Montageangaben für das tatsächlich eingesetzte Rohrsystem.
Können Rohrschellen beliebig enger gesetzt werden?
Nicht grundsätzlich. Bei thermisch beanspruchten Rohrleitungen müssen Bewegungsmöglichkeiten erhalten bleiben. Zu viele oder falsch ausgeführte Fixierungen können unerwünschte Spannungen verursachen. Deshalb müssen Abstand und Lagerfunktion gemeinsam geplant werden.
Was ist wichtiger: Tragfähigkeit der Rohrschelle oder Rohrschellenabstand?
Beides muss zusammenpassen. Die Rohrschelle muss ihre Last aufnehmen können, während das Rohr die freie Spannweite zwischen den Befestigungen sicher überbrücken muss. Zusätzlich sind Verbindungselemente und Tragkonstruktion zu prüfen.