CH664811A5

CH664811A5 - Rohrverschraubung.

Info

Publication number: CH664811A5
Application number: CH870/84A
Authority: CH
Inventors: Mathias Konrad
Original assignee: Walterscheid Gmbh Jean
Priority date: 1983-03-11
Filing date: 1984-02-22
Publication date: 1988-03-31
Also published as: GB2136903A; IT1214803B; IT8405109A0; NO163547C; FR2542415A1; IT8406914V0; PH21288A; AU2405084A; FR2542415B1; SE8401186D0; US4568114A; GB8403425D0; DK159461C; DE3341726C2; KR840008047A; DK573683A; HK53687A; GB2136903B; NO840923L; KR860002025B1

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft eine Schraubverbindung für das abdichtende Verbinden eines Rohres mit einem Rohrverbindungsteil oder einem Einschraubteil, bestehend aus einem Körper, der eine von einer Stirnfläche ausgehende sich kegelig zum Inneren des Körpers hin kontinuierlich verjüngende Bohrung aufweist, einer auf den Körper aufschraubbaren Mutter, die eine kegelig von dem Körper weg sich verjüngende Bohrung aufweist, an die sich eine zylindrische Bohrung anschliesst, deren Durchmesser grösser ist, als der Durchmesser des zu verbindenden Rohres und einem an seinem dem Körper zugewandten Ende mit mehreren radial nach innen gerichteten Schneiden versehenen Schneidring, der zwischen der körperseitigen kegeligen Bohrung und der mutterseitigen kegeligen Bohrung verspannt gehalten ist.

Sogenannte Schneidringverschraubungen, bei denen der Schneidring mehrere axial hintereinander angeordnete Schneiden aufweist, sind bekannt (DE-PS 1 450 382). Der beschriebene Schneidring ist mit zwei Biegezonen versehen, die durch Ringnuten bzw. Eindrehungen dargestellt werden. Die Biegezonen haben die Aufgabe, dem Schneidring beim Anzug der Verschraubung eine S-förmige Gestalt zu geben.

Bei der beschriebenen Ausführung ist es von Nachteil, dass wenn der Schneidring die S-förmige Konfiguration erreicht hat, die Gefahr besteht, dass dieser leicht über den elastischen Bereich hinaus verformt wird, wodurch sich ab einem bestimmten Verformungsbereich der Schneidring ohne weitere Erhöhung der Axialkraft aus der S-Form heraus bis zur vollständigen Deformierung weiter verformen kann. In diesem Fall kann der Schneidring seine Aufgaben als Axialsicherung für das aufzunehmende Rohr und die Abdichtung desselben nicht mehr gewährleisten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schneidring zu schaffen, dessen radiale Formänderungsarbeit gegenüber bekannten Schneidringen stark reduziert ist und der dabei eine grosse Steifigkeit in axialer Richtung aufweist.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass a) der Schneidring mit mehreren gleichmässig auf dem Umfang verteilten radial nach aussen weisenden axial verlaufenden Rippen versehen ist,

b) die Rippen jeweils mit einer zu der kegeligen Bohrung der Mutter korrespondierenden Anschlagfläche versehen sind,

c) die Rippen an der dem Körper zugewandten Seite vor dem körperseitigen Ende des Schneidringes enden.

Bei der erfindungsgemässen Ausbildung eines Schneidringes ist es von Vorteil, dass das die Rüttel- und Schwingungsfestigkeit der Rohrverschraubung bestimmende Federvermögen des Schneidringes hierdurch positiv beeinflusst wird.

Ein weiterer Vorteil liegt darin begründet, dass durch die Anlage des der Mutter zugeordneten Innenkegels an korrespondierenden axialen Begrenzungsflächen der Rippen, die Flächenpressung der Schneidringanlage im mutterseitigen Kegel wesentlich verringert wird. Hierdurch werden Einpres-sungen in die Kegelfläche vermieden.

Durch eine entsprechende Ausbildung der Rippen kann dem Schneidring ein den jeweiligen Anforderungen gerechtwerdendes elastisches Verhalten bezogen auf die Radialverformung zugeordnet werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Rippen an der dem Körper zugewandten Seite des Schneidringes mit radial verlaufenden Anschlagflächen an der Stirnfläche des Körpers abgestützt.

Durch diese Ausbildung des Schneidringes wird eine exakt definierte Anzugsbegrenzung geschaffen, die ein Überziehen des Schneidringes und damit Verformen bis zur vollständigen Deformation mit Sicherheit ausschliesst.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Rippen am körperseitigen Ende des Schneidringes mit einer in den zwischen dem Körper und der Mutter sich einstellenden Freiraum hineinreichenden, zu der körperseitigen kegeligen Bohrung korrespondierenden Steigung versehen.

Diese Ausführung hat den Vorteil, dass an die Toleranzen des Aussendurchmessers des anzuschliessenden Rohres und an die Toleranzen der mit dem Rohr zusammenwirkenden Schneidringzonen keine hohen Anforderungen gestellt werden müssen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin5

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dung sind zwischen den Schneiden und einer mutterseitig am Schneidring angeordneten Ringwulst radial nach innen weisende weitere Rippen vorgesehen.

Diese konstruktive Ausgestaltung des Schneidringes ergibt erweiterte Möglichkeiten, das elastische Verhalten des Schneidringes in radialer Richtung zu verändern.

Nach einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schneiden teilweise in Umfangsrichtung unterbrochen sind.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung entspricht der maximale Aussendurchmesser der Rippen etwa dem Innendurchmesser der zylindrischen Bohrung der Mutter.

Durch diese Massnahme wird die radiale Verformbarkeit des Schneidringes insofern begrenzt, als er sich nach einer gezielt vorgegebenen Verformung an der Innenwandung der zylindrischen Bohrung der Mutter anlegt und somit ebenfalls ein Anzugsbegrenzung sich einstellt.

In einer Erweiterung der Aufgabenstellung soll ein Schneidring geschaffen werden, der zusätzlich in der Lage ist, dem Montagepersonal ein klar definiertes Signal zu geben, wenn der Anzugsbereich für die Mutter der Rohrverschraubung durchlaufen ist.

Hierzu ist nach einem wesentlichen Merkmal der Erfindung vorgesehen, dass die mutterseitige kegelige Anschlagfläche der Rippen gegenüber der dem Massivbereich des Schneidringes zugeordneten kegeligen Anschlagfläche axial um einige Zehntel Millimeter zur Mitte des Schneidringes hin versetzt ist.

Bei der erfindungsgemässen Ausbildung einer Rohrverschraubung ist es von Vorteil, dass, solange die kegelige Bohrung der Mutter nur mit dem kegeligen Ansatz des Massivteils des Schneidringes zusammenwirkt, eine stetige flache Zunahme des Anzugsmomentes gegeben ist. Sobald der Massivteil des kegeligen Anschlages am Schneidring sich jedoch soweit in die Mutter eingegraben hat, dass der um einige Zehntel Millimeter zurückversetzte kegelige Anschlag der Rippen zum Tragen kommt, tritt eine plötzliche starke Drehmomenterhöhung am Schraubenschlüssel dadurch ein, dass neben der Erhöhung der wirksamen Stützfläche hohe Schneidkräfte an den der Drehrichtung abgewandten Kanten der Rippen auftreten.

Nachstehend wird die Erfindung anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Rohrverschraubung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Schneidring, Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Rohrverschraubung mit einem gegenüber der Fig. 1 abgewandelten Schneidring,

Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Schneidring mit zusätzlich radial nach innen weisenden Rippen,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch einen Schneidring mit zurückgesetzter kegeliger Anschlagfläche im Rippenbereich, Fig. 6 eine Draufsicht auf einen Schneidring nach Fig. 5, Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine Rohrverschraubung mit einem der Fig. 5 entsprechenden Schneidring,

Fig. 8 eine stilisierte graphische Darstellung des Anzugsverhaltens einer Rohrverschraubung bei Einsatz eines Schneidringes mit gemäss Anspruch 7 ausgebildeter kegeliger Anschlagfläche.

Die in der Fig. 1 dargestellte Rohrverschraubung besteht

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im wesentlichen aus dem Körper 1, der mit einer kegeligen Bohrung 2 versehen ist, in die der Schneidring 3 teilweise eingreift. Die auf den mit Aussengewinde versehenen Körper 1 aufschraubbare Mutter 9 ist anschliessend an die Gewindebohrung ebenfalls mit einer kegeligen Bohrung 8 versehen. Der Schneidring 3 wird zwischen der körperseitigen kegeligen Bohrung 2 und der mutterseitigen kegeligen Bohrung 8 verspannt.

An seiner dem Körper zugewandten Seite ist der Schneidring 3 mit mehreren Schneiden 4 versehen, die sich bei Anzug der Mutter unter der Wirkung der kegeligen Bohrung 2 des Körpers 1 axial auf den Körper zu hinschieben und gleichzeitig radial in die Wandung des zu verbindenden Rohres 10 einschneiden.

Bei der in der Fig. 1 dargestellten Ausführungdes Schneidringes 3 sind die radial nach aussen weisenden Rippen 6, an der dem Körper 1 zugewandten Seite mit einer radial verlaufenden Anschlagfläche 5 versehen. Die Anschlagfläche 5 wirkt beim Anziehen der Mutter 9 als Anzugsbegrenzung, d.h. bei fester Anlage der Anschlagfläche 5 der Rippe 6 erfährt das Anzugsdrehmoment eine sprunghafte Erhöhung.

Mutterseitig stützt der Schneidring 3 mit einer Ringwulst 11 auf dem Rohr 10 ab. Hierdurch wird gewährleistet, dass in dem sich hier einstellenden Schwingungsknotenpunkt am zu verbindenden Rohr 10 keine Kerbwirkungen auftreten, die die Festigkeit des Rohres herabsetzen.

In dem zwischen den Körper 1 und der Mutter 9 liegenden Bereich kann der durchgehende Querschnitt des Schneidringes 3 beliebig entsprechend den Anforderungen an seine radiale Verformbarkeit ausgebildet sein, ohne dass die axiale Festigkeit des Schneidringes 3 hiervon beeinträchtigt wird.

In der Fig. 2 ist ein Schneidring im Querschnitt dargestellt, mit den radial nach aussen weisenden Rippen 6.

Bei der Darstellung nach Fig. 3 sind die Rippen am körperseitigen Ende des Schneidringes 3 bis in den zwischen dem Körper 1 und der Mutter 9 gebildeten Freiraum hineinreichend mit einer zu der körperseitigen kegeligen Bohrung 2 korrespondierenden Steigung versehen. Bei dieser Ausführung des Schneidringes können grössere Toleranzen am Aussendurchmesser des zu verbindenden Rohres überbrückt werden, da sich der Schneidring 6 mit seinem die Schneiden 4 aufweisenden Bereich entsprechend weit in die kegelige Bohrung 2 des Körpers 1 einschieben kann.

In der Fig. 4 ist ein Schneidring im Querschnitt dargestellt, der mit zusätzlichen radial nach innen weisenden Rippen 12 versehen ist.

Die Fig. 5 bis 8 beziehen sich auf eine Rohrverschraubung, bei der der Schneidring gemäss Anspruch 7 mit zueinander versetzten mutterseitigen kegeligen Anschlagflächen 7a und 7b versehen ist. Das Versatzmass 13 beträgt einige Zehntel Millimeter und kann je nach Baugrösse der Rohrverschraubung variieren.

Die Fig. 6 zeigt die Draufsicht auf den in der Fig. 5 dargestellten Schneidring.

In Fig. 7 ist eine Rohrverschraubung dargestellt, bei der sich die kegelige Anschlagfläche des Massivbereiches 7a bereits soweit in die Gegenfläche der Mutter eingearbeitet hat, dass die kegelige Anschlagfläche 7b der Rippen (6) zur Anlage kommt und das Anzugsmoment hierdurch schlagartig erhöht wird.

In dieser Position ist, wie in der Fig. 8 dargestellt, der Montagevorgang beendet.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

Will PATENTANSPRÜCHE

1. Schraubverbindung für das abdichtende Verbinden eines Rohres mit einem Rohrverbindungsteil oder einem Einschraubteil, bestehend aus einem Körper, der eine von einer Stirnfläche ausgehende sich kegelig zum Inneren des Körpers hin kontinuierlich verjüngende Bohrung aufweist, einer auf den Körper aufschraubbaren Mutter, die eine kegelig von dem Körper weg sich verjüngende Bohrung aufweist, an die sich eine zylindrische Bohrung anschliesst, deren Durchmesser grösser ist, als der Durchmesser des zu verbindenden Rohres und einem an seinem der Körper zugewandten Ende mit mehreren radial nach innen gerichteten Schneiden versehenen Schneidring, der zwischen der körper-seitigen kegeligen Bohrung und der mutterseitigen kegeligen Bohrung verspannt gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass a) der Schneidring (3) mit mehreren gleichmässig auf dem Umfang verteilten radial nach aussen weisenden axial verlaufenden Rippen (6) versehen ist,

b) die Rippen (6) jeweils mit einer zu der kegeligen Bohrung (8) der Mutter (9) korrespondierenden Anschlagfläche (7) versehen sind, und c) die Rippen (6) an der dem Körper (1) zugewandten Seite vor dem körperseitigen Ende des Schneidringes enden.

2. Schraubverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (6) an der dem Körper (1) zugewandten Seite des Schneidringes (3) mit radial verlaufenden Anschlagflächen (5) an der Stirnfläche des Körpers (1) abgestützt sind.

3. Schraub Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (6) am körperseitigen Ende des Schneidringes (3) mit einer in den zwischen dem Körper (1) und der Mutter (9) sich einstellenden Freiraum hineinreichenden zu der körperseitigen kegeligen Bohrung (2) korrespondierenden Steigung versehen sind.

4. Schraubverbindung nach den Ansprüchen 1,2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Schneiden (4) und einer mutterseitig am Schneidring (3) angeordneten Ringwulst (11) radial nach innen weisende weitere Rippen ( 12) vorgesehen sind.

5, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Aussendurch-messer der Rippen (6) etwa dem Innendurchmesser der zylindrischen Bohrung der Mutter (9) entspricht.

7. Schraubverbindung nach den Ansprüchen 1,2,4, 5 und

5. Schraubverbindung nach den Ansprüchen 1,2,3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneiden (4) teilweise in Umfangsrichtung unterbrochen sind.

6. Schraubverbindung nach den Ansprüchen 1,2,3,4 und

6, dadurch gekennzeichnet, dass die mutterseitige kegelige Anschlagfläche (7b) der Rippen (6) gegenüber der dem Massivbereich des Schneidringes (3) zugeordneten kegeligen Anschlagfläche (7a) axial um einige Zehntel Millimeter zur Mitte des Schneidringes (3) hin versetzt ist.