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Die Erfindung betrifft Verbindungen von Metallrohren untereinander oder mit Hähnen, Behältern oder Rohrarmaturen durch Vermittlung eines kegeligen Nippels bzw. doppelkeligen Zwischenstückes.
Die Erfindung ist in erster Linie für Rohre aus Weichmetall, wie Rohre aus Blei, Kupfer od. dgl., bestimmt, kann aber auch mit einer geringen Abänderung für Rohre aus hartem Metall, wie Stahlrohre, u. zw. nahtlose oder geschweisste, verwendet werden.
Es sind schon Verbindungen für Metallrohre vorgeschlagen worden, bei welchen aufgeweitete Rohrenden zur Anwendung kommen und bei welchen das aufgeweitete Rohrende durch eine mit einer Mutter starr verbundene, innen konische Hülse auf einem konischen Nippel festgezogen wird, wobei die Hülse einen kleineren Öffnungswinkel des Konus aufweist als der in das Rohr eintretende Konus.
Auf Verbindungen von Metallrohren dieser Art bezieht sich die vorliegende Erfindung, deren Wesen darin besteht, dass das beim Festziehen vordere Ende der Hülse mit dem sich erweiternden Teil des Rohres bloss in der Gegend des grössten Durchmessers des sich erweiternden Teiles des Rohres in Eingriff tritt.
Die Einrichtung wird vorteilhafterweise so getroffen, dass das beim Festziehen vordere Ende der konischen Hülse einen im wesentlichen senkrecht abgesetzten Bund aufweist, der mit dem sich erweiternden Teil des Rohrendes in Eingriff tritt, wobei eine Aussparung zwischen diesem senkrecht abgesetzten Bund und dem benachbarten Gewinde im Innern der Mutter vorgesehen ist. Ferner empfiehlt es sich im Falle von Hartmetallrohren, dass der innere Grat am abgeschnittenen Ende des Rohres, der durch eine Rohrschneidvorrichtung hervorgebracht wurde, zu einem schmalen ringförmigen Flansch umgestaltet ist, der sich gegen den in das Rohr reichenden Konus legt.
Die Folge dieser Einrichtungen ist, dass das erweiterte Ende des Rohres beim Vorgehen der Mutter entlang des konischen Nippels vorwärts gezogen wird und diese ziehende Bewegung ein genaues Zusammenpassen der Oberflächen bewirkt, so dass eine dichte Verbindung leicht erhalten werden kann.
In der Zeichnung ist Fig. 1 ein Längsschnitt einer Doppelverbindung für Rohre aus weichem Metall. Fig. 2 ist eine Seitenansicht, zur Hälfte Längsschnitt, des Zwischenstückes Fig. 1. Fig. 3 ist ein Längsschnitt des in Fig. 1 dargestellten Teiles mit Muttergewinde und konischer Hülse. Fig. 4,5, 6 sind Längsschnitte eines Endes eines Hartmetallrohres, welches die aufeinanderfolgenden Stufen der Umwandlung des beim Schneiden entstandenen Grates in einem Abdichtungsflansch veranschaulichen, der sich an die konische Verlängerung des Zwischenstückes legt. Fig. 7 ist ein Aufriss, zum Teil Schnitt eines geeigneten Werkzeuges zur Behandlung eines Rohrendes für die Herstellung einer Verbindung nach Fig. 6.
In Fig. 1 besteht die Rohrverbindung aus einem Zwischenstück a, das in Fig. 2 gesondert dargestellt ist und zwei Spindelgewinde b, b und konische Verlängerungen c, c besitzt, die an beiden Enden des Zwischenstückes herausragen und zur Unterstützung der Rohre d, e aus Kupfer oder anderem weichen
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werden Muttern f, f aufgesehraubt, die in einem Stück mit je einer konischen Hülse g hergestellt sind. Zwischen den Muttergewinden f und den Hülsen g ist aussen ein Stück h mit sechseckigem oder sonstigem unrunden Querschnitt vorgesehen. Beim Aufschrauben der Muttern f, die aus härterem Metall bestehen
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als die Weichmetallrohre, auf die Muttergewinde b folgen die Verlängerungen g den Muttern f sowohl bei der Drehung als auch bei der Längsbewegung.
Der Öffnungswinkel des Konus der Verlängerung c ist etwas grösser als der des Konus der Verlängerung g, so dass das Rohrende auf die Verlängerung c durch das beim Festziehen der Mutter f vorangehende Ende der Hülse g gepresst wird.
Das Vorderende der konischen Innenfläche der Hülse g hat erfindungsgemäss einen kleineren Durchmesser als das äusserste Ende des sich erweiternden Rohrendes, so dass dieses vordere Ende mit dem erweiterten Teil bloss des in der Gegend grössten Durchmessers dieses letzteren Teiles in Eingriff tritt. Ausserhalb dieses vorderen Endes hat die Hülse einen im wesentlichen senkrecht abgesetzten Bund g2, der mit dem sich erweiternden Teil dl des Rohres in Eingriff tritt. Dieser Bund bildet die ebene Seite einer Aussparung g3 zwischen dem inneren abgesetzten Ende der Hülse und dem benachbarten Schraubengewinde innerhalb der Mutter f.
Die Aussparung g3, die gewünsehtenfalls abgerundete Innenkanten haben kann, nimmt innerhalb des sechseckigen Teiles h eine Stellung zwischen dem vorderen Ende der konischen Flächen und dem Gewinde innerhalb der Mutter ein.
Der das Rohr tragende Konus hat in bekannter Weise einen kleinen Öffnungswinkel, wodurch die Bildung einer scharfen Biegung oder Ecke am Beginn der Erweiterung vermieden wird. Dieser Winkel wird je nach der Beschaffenheit des Weichmetallrohres ermittelt. Beispielsweise kann die Neigung der Erzeugenden der konischen Verlängerung c, welche in das sich erweiternde Kupferrohr eintritt, gegen die Achse dieser Verlängerung 20 betragen ; bei einem Bleirohr kann dieser Winkel 40 betragen, doch gelten diese Werte nur beispiels-und näherungsweise. Der Öffnungswinkel der konischen Hülse g ist in jedem Falle etwas kleiner als der Öffnungswinkel des Konus c.
Ist das Ende des Rohres d oder e in irgendeiner Weise gerade so weit aufgeweitet worden, um das enge Ende der Verlängerung c aufzunehmen, so wird dieses erweiterte Ende auf die Verlängerung aufgeschoben und die vorher über das Rohr geschobene Mutter f wird auf das Spindelgewinde b aufgeschraubt. Um die Mutter f über das sich erweiternde Ende des Rohres schieben zu können und eine etwa folgende Lösung der Verbindung zu erleichtern, ist der grösste Durchmesser des sich erweiternden Endes des Rohres selbst nach dem endgültigen Einspannen etwas kleiner als der lichte Durchmesser des Gewindes der Mutter. Das vordere Ende der konischen Fläche der Hülse g hat, wie schon bemerkt, einen noch kleineren Durchmesser als das äusserste, sich erweiternde Rohrende.
Sowie die konische Hülse auf das sich erweiternde Ende des Weichmetallrohres unterhalb des grössten Durchmessers desselben zu drücken beginnt, wird das Weichmetallrohr auf die konische Verlängerung c gepresst, wie Fig. 1 zeigt, und dabei auf diese Verlängerung hinaufgezogen, während die Mutter sich auf dem Spindelgewinde vorwärts schiebt. Die Dicke des Endteiles des Rohres wird bei diesem Heraufziehen merklich verringert und eine dichte Verbindung mit dem Konus c erzielt.
Soll mittels dieser Einrichtung ein Rohr mit einem Hahn, Behälter od. dgl. verbunden werden, so wird ein Teil a mit zwei Verlängerungen e nicht verwendet, sondern das Spindelgewinde b an einem Zapfen, einer Wand od. dgl. angebracht und der Konus c daraus herausragen gelassen.
Bei einem Hartmetallrohr, z. B. einem geschweissten Stahlrohr, wird, weil Hartmetall an sich nicht nachgiebig ist, wie in Fig. 4 gezeigt, ein nachgiebiges Material eingeschaltet, um auf der konisehen Verlängerung beim Festziehen eine Abdichtung zu bilden.
Bei dieser Ausführung kann der beim Abschneiden des Rohres mittels einer Rohrschneidvorrichtung gebildete Grat einen nachgiebigen Ring oder Flansch bilden. Der Grat ist in Fig. 4 bei jl angedeutet, und in Fig. 5 ist er zu einem schmalen, nach einwärts vorspringenden Ring j2 ausgebildet, der eine umlaufende Auflagestelle darstellt. Fig. 6 zeigt die konische Verlängerung c in ihrer Stellung.
Diese Ausgestaltung des Grates kann durch irgendeine zweckdienliche Vorrichtung ausgeführt werden, von der Fig. 7 ein Beispiel zeigt. Dieses Werkzeug besteht aus einem Dorn k, der aus einer Schale I herausragt, die an einem Griff m befestigt ist. Dieser Dorn hat am äusseren Ende einen abgeflachten Teil kl, an den sich ein praktisch zylindrischer Teil k2 anschliesst, der in einen zylindrischen Führungsteil k3 übergeht. Der letztere ist mit dem schalenförmigen Teil ! durch einen kegelstutzförmigen Teil k4 von kleinem und einen kegelstutzförmigen Teil Je- von grösserem Öffnungswinkel verbunden.
Wird der Grat jl beispielsweise durch eine Röhrenschneidvorrichtung mit Scheiben gebildet, so kann
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Der schalenförmige Teil ! ist so profiliert, dass er das geschweisste Rohr nicht spalten kann.
Das zur Umwandlung des Grates jl in den nach einwärts gerichteten ringförmigen Flansch j2, der die Auflagefläche für den Konus c bildet, dienende Werkzeug bietet den weiteren Vorteil, dass das sich erweiternde Ende des Rohres nicht in so hohem Masse ausgeweitet zu werden braucht, weil der Flansch j2 ein Stück mit dem sich erweiternden Ende bildet. Das abgeflachte Ende kl des Dornes schiebt zunächst den vom Schneiden herrührenden Grat jl radial nach aussen und der praktisch zylindrische Teil k2 vervollständigt unter Glättung diese Verschiebung gegen die Innenwand des sich verjüngenden Teiles.
Der zylindrische Teil Je3 wirkt als Führung, und der kegelstutzförmige Teil/ des Dornes weitet das Rohrende aus, um die gewünschte Erweiterung dl zu erzielen.
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Diese Rohrverbindung ist billig in der Herstellung und leicht auszuführen und zu zerlegen und ist flüssigkeitsdicht, selbst wenn, wie bei Petroleumröhren auf Motorwagen, Motorbooten und Flugzeugen, die Rohrverbindung beträchtlichen Erschütterungen ausgesetzt ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verbindung für Metallrohre, bei der das aufgeweitete Rohrende durch eine mit einer Mutter starr verbundene, innen kegelige Hülse auf einem kegeligen Nippel festgezogen wird, wobei die Hülse einen kleineren Öffnungswinkel des Kegels aufweist als der in das Rohr eintretende Kegel, dadurch gekennzeichnet, dass das beim Festziehen vordere Ende der Hülse mit dem sich erweiternden Teil des Rohres bloss in der Gegend des grössten'Durchmessers des sich erweiternden Teiles des Rohres in Eingriff tritt.
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The invention relates to connections of metal pipes with one another or with taps, containers or pipe fittings by means of a conical nipple or double-walled intermediate piece.
The invention is primarily intended for pipes made of soft metal, such as pipes made of lead, copper or the like, but can also be used with a small modification for pipes made of hard metal, such as steel pipes, and the like. between seamless or welded.
There have already been proposed connections for metal pipes in which flared pipe ends are used and in which the flared pipe end is tightened on a conical nipple by an internally conical sleeve rigidly connected to a nut, the sleeve having a smaller opening angle of the cone than the cone entering the pipe.
The present invention relates to connections of metal pipes of this type, the essence of which is that the front end of the sleeve when tightening only engages with the widening part of the pipe in the region of the largest diameter of the widening part of the pipe.
The device is advantageously made so that the front end of the conical sleeve when tightened has a substantially perpendicularly offset collar which engages with the widening part of the pipe end, with a recess between this perpendicularly offset collar and the adjacent thread inside the mother is provided. Furthermore, in the case of hard metal tubes, it is recommended that the inner burr at the cut end of the tube, which was produced by a tube cutting device, is redesigned to form a narrow annular flange which lies against the cone reaching into the tube.
The consequence of these means is that as the nut proceeds along the conical nipple, the flared end of the tube will be pulled forward and this pulling movement will cause the surfaces to mate precisely so that a tight connection can easily be obtained.
In the drawing, Fig. 1 is a longitudinal section of a double joint for pipes made of soft metal. Fig. 2 is a side view, half longitudinal section, of the intermediate piece Fig. 1. Fig. 3 is a longitudinal section of the part shown in Fig. 1 with a nut thread and conical sleeve. 4, 5, 6 are longitudinal sections of an end of a hard metal tube, which illustrate the successive stages in the transformation of the burr produced during cutting in a sealing flange which lies against the conical extension of the intermediate piece. FIG. 7 is an elevation, partly in section, of a suitable tool for treating an end of a pipe to make a joint of FIG. 6.
In Fig. 1 the pipe connection consists of an intermediate piece a, which is shown separately in Fig. 2 and has two spindle threads b, b and conical extensions c, c, which protrude at both ends of the intermediate piece and to support the pipes d, e Copper or other soft
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nuts f, f, which are made in one piece, each with a conical sleeve g, are screwed up. Between the nut threads f and the sleeves g, a piece h with a hexagonal or other non-circular cross-section is provided on the outside. When unscrewing the nuts f, which are made of harder metal
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as the soft metal pipes, on the nut thread b, the extensions g follow the nuts f both in the rotation and in the longitudinal movement.
The opening angle of the cone of the extension c is slightly larger than that of the cone of the extension g, so that the pipe end is pressed onto the extension c by the end of the sleeve g which precedes the tightening of the nut f.
According to the invention, the front end of the conical inner surface of the sleeve g has a smaller diameter than the outermost end of the widening pipe end, so that this front end only engages with the widened part of the diameter of this latter part which is the largest in the area. Outside this front end, the sleeve has an essentially vertically offset collar g2 which engages with the widening part d1 of the tube. This collar forms the flat side of a recess g3 between the inner stepped end of the sleeve and the adjacent screw thread inside the nut f.
The recess g3, which, if desired, can have rounded inner edges, occupies a position within the hexagonal part h between the front end of the conical surfaces and the thread inside the nut.
The cone carrying the pipe has, in a known manner, a small opening angle, which avoids the formation of a sharp bend or corner at the beginning of the expansion. This angle is determined depending on the nature of the soft metal pipe. For example, the inclination of the generatrix of the conical extension c, which enters the expanding copper pipe, can be relative to the axis of this extension 20; in the case of a lead pipe, this angle can be 40, but these values only apply by way of example and approximately. The opening angle of the conical sleeve g is in any case slightly smaller than the opening angle of the cone c.
If the end of the pipe d or e has been widened in any way just enough to accommodate the narrow end of the extension c, this widened end is pushed onto the extension and the nut f previously pushed over the pipe is screwed onto the spindle thread b . In order to be able to slide the nut f over the widening end of the pipe and to facilitate a subsequent solution of the connection, the largest diameter of the widening end of the pipe is somewhat smaller than the clear diameter of the thread of the nut even after the final clamping. As already noted, the front end of the conical surface of the sleeve g has an even smaller diameter than the outermost, expanding tube end.
As soon as the conical sleeve begins to press on the widening end of the soft metal tube below the largest diameter of the same, the soft metal tube is pressed onto the conical extension c, as shown in FIG. 1, and is pulled up onto this extension while the nut is on the spindle thread pushes forward. The thickness of the end part of the tube is noticeably reduced during this pulling up and a tight connection with the cone c is achieved.
If a pipe is to be connected to a tap, container or the like by means of this device, part a with two extensions e is not used, but the spindle thread b is attached to a pin, a wall or the like and the cone c is made from it let stick out.
In a hard metal tube, e.g. B. a welded steel pipe, because cemented carbide is not compliant per se, as shown in Fig. 4, a compliant material is switched on to form a seal on the conical extension when tightened.
In this embodiment, the ridge formed when the pipe is cut by means of a pipe cutting device can form a resilient ring or flange. The ridge is indicated in Fig. 4 at jl, and in Fig. 5 it is formed into a narrow, inwardly projecting ring j2, which represents a circumferential support point. Fig. 6 shows the conical extension c in its position.
This formation of the ridge can be carried out by any convenient device, an example of which is shown in FIG. This tool consists of a mandrel k protruding from a shell I which is attached to a handle m. This mandrel has a flattened part kl at the outer end, to which a practically cylindrical part k2 adjoins, which merges into a cylindrical guide part k3. The latter is with the bowl-shaped part! connected by a cone-shaped part k4 of a small and a conical part-shaped part of a larger opening angle.
If the burr jl is formed, for example, by a tube cutting device with disks, then
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The bowl-shaped part! is profiled so that it cannot split the welded pipe.
The tool used to convert the burr jl into the inwardly directed annular flange j2, which forms the bearing surface for the cone c, offers the further advantage that the widening end of the tube does not need to be widened to such an extent because of the Flange j2 forms one piece with the flared end. The flattened end kl of the mandrel initially pushes the burr jl originating from the cutting radially outwards and the practically cylindrical part k2 completes this shift against the inner wall of the tapering part while smoothing.
The cylindrical part Je3 acts as a guide, and the conical part / mandrel expands the pipe end in order to achieve the desired expansion dl.
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This pipe joint is inexpensive to manufacture and easy to make and dismantle, and is liquid-tight even when, as with petroleum pipes on motor cars, motor boats and airplanes, the pipe joint is subjected to significant vibrations.
PATENT CLAIMS:
1. Connection for metal pipes, in which the expanded pipe end is tightened on a conical nipple by an internally conical sleeve rigidly connected to a nut, the sleeve having a smaller opening angle of the cone than the cone entering the pipe, characterized in that which when tightening the front end of the sleeve with the widening part of the pipe only engages in the area of the largest diameter of the widening part of the pipe.