BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Rohrverbindung wie sie im Oberbegriff von Anspruch 1 gekennzeichnet ist.
Eine Rohrverbindung ist bekannt (EP-A 0 073 050), welche nur eine mit Lippen versehene Dichtung aufweist. Insbesonders bei einem gasförmigen Medium ist diese Dichtung unge nügend. Bei Erhitzung wird die aus einem Elastomer hergestellte Dichtung durch Wegfliessen des Materials undicht, so dass die Gefahr von Explosionen durch stark ausströmende Gase besteht.
Da die Lippendichtung in einer Ringnute angeordnet ist, kann diese nur im verformten Zustand montiert werden, was ein entsprechend weiches Material voraussetzt. Ausserdem sind Beschädigungen der Dichtlippen nicht auszuschliessen.
Weiterhin ist es bekannt, zusätzlich zu der in einer Ringnute angeordneten Lippendichtung eine getrennte, radial gegen das Rohr verspannbare Dichtung anzuordnen, durch welche die Abdichtung insbesonders bei gasförmigen Medien verbessert werden soll. Nachteilig hierbei ist ebenfalls die Anordnung der Lippendichtung in der Ringnute sowie die aufwendige Bauweise mit zwei getrennten Dichtungen mit den erforderlichen Ausnehmungen und Anlageflächen im Verbindungskörper.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Rohrverbindung der eingangs genannten Art, welche die Vorteile der Dichtungsanordnung des zuletzt genannten Standes der Technik aufweist, aber im Aufbau wesentlich einfacher ist und eine problemlose Montage gewährleistet.
Erfindungsgemäss wird dies durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.
Durch die Ausbildung der Lippendichtung mit dem Dichtungsring als einstückiger Dichtungskörper wird eine Kombination einer dynamischen Dichtung mit einer statisch verspannbaren Dichtung in einem Teil erreicht, wodurch die Herstellung und die Montage wesentlich vereinfacht wird.
Durch die axiale Verformung eines Dichtungskörpers wird dieser radial gegen das Rohr gedrückt, wodurch zusätzlich zu der elastischen Dichtung eine statisch vorgespannte Abdichtstelle entsteht, so dass auch grössere Rohrtoleranzen überbrückt werden.
Die Erfindung ist in den beiliegenden Zeichnungen in verschiedenen Ausführungsbeispielen dargestellt und nachfolgend beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt der Rohrverbindung teils im vormontierten, teils im fertig montierten Zustand,
Fig. 2 eine erste Ausführungsvariante von Fig. 1, nur im vormontierten Zustand,
Fig. 3 eine zweite Ausführungsvariante von Fig. 2,
Fig. 4 eine dritte Ausführungsvariante von Fig. 2 und
Fig. 5 eine vierte Ausführungsvariante im Teil-Längsschnitt im fertig montierten Zustand.
Fig. 1 zeigt einen Verbindungskörper 1 mit einem eingeschraubten, z.B. als Kronenmutter ausgebildeten Schraubkörper 2, einen Klemmring 3 und einen mit einem Metallring 4 versehenen Dichtungskörper 5. Der Schraubkörper 2 kann auch am Aussenumfang einen Mehrkant, z.B. einen Sechskant für einen Gabelschlüssel oder Längsnuten für einen Hakenschlüssel aufweisen. Der Dichtungskörper 5 weist einen als Lippendichtung 6 ausgebildete Partie und eine als radial verspannbarer Dichtungsring 7 ausgebildete Partie auf, welcher einstückig, vorzugsweise aus einem Elastomer, hergestellt ist. Die Lippendichtung 6 ist mit dem zylindri schen Aussenumfang in einer entsprechenden Ausnehmung
8 des Verbindungskörpers 1 zentriert und weist zwei Dicht lippen 9 auf.
Die Ausnehmung 8 weist an ihrem inneren
Ende einen konischen oder bogenförmigen Übergang 10 zu der anschliessenden Innenkontur 11 des Verbindungskörpers
1 auf. Dadurch sind die Dichtlippen 9 für das Durchflussme dium zugänglich und werden durch den Mediumsdruck gegen den Aussenumfang des zu verbindenden Rohres 12 gedrückt, was die Dichtwirkung erhöht.
Der Dichtungsring 7 weist einen zur Lippendichtung 6 hin sich konisch verkleinernden Aussenumfang 13 auf, welcher an einer entsprechend konischen Innenfläche 14 der Ausnehmung 8 anliegt.
Der mit dem Dichtungskörper 5 z.B. durch Vulkanisieren oder Kleben fest verbundene Metallring 4 ragt über den Aussenumfang des Dichtungskörpers 5 bzw. des Dichtringes 7 hinaus. Am äusseren Ende der konischen Innenfläche 14 ist am Verbindungskörper 1 eine strinseitige Anschlagfläche 15 angeordnet.
Der Schraubkörper 2 ist mit einer kegelstumpfförmigen Innenfläche 16 versehen, an welcher der Klemmring 3 anliegt. Dieser weist am Innenumfang zwei radial nach innen gerichtete scharfe Kanten 17 auf, welche durch eine Ausnehmung des, einen runden Querschnitt aufweisenden, Klemmringes 3 gebildet werden.
Fig. 1 zeigt in der oberen Hälfte die vormontierte Rohrverbindung, wobei der Dichtungskörper 5 an der konischen Innenfläche 14 unverspannt anliegt und zwischen dem Metallring 4 und der Anschlagfläche 15 eine freie Distanz 18 vorhanden ist.
Die untere Hälfte von Fig. 1 zeigt die fertig montierte Rohrverbindung, wobei der Verbindungskörper 1 mit einem Rohr 12 zur Durchleitung eines flüssigen oder vorzugsweise gasförmigen Mediums durch Verspannen des Klemmringes 3 und des Dichtungsringes 7 mittels des Schraubkörpers 2 mediumsdicht und in axialer Richtung gehalten verbunden ist.
Durch Anziehen des Schraubkörpers 2 wird der Klemmring 3 und der Metallring 4 soweit axial verschoben, bis letzterer an der Anschlagfläche 15 anliegt. Durch diese Verschiebung wird der Dichtungsring 7 des Dichtungskörpers 5 um die Distanz 18 axial zusammengedrückt, wodurch eine radiale Verformung entsteht, bei der der Innenumfang des Dichtungsringes 7 fest gegen das Rohr 12 gedrückt wird.
Hierbei entsteht eine zu der auch dynamisch wirkenden Lippendichtung 6 eine statisch vorgespannte Dichtung.
Die Verspannung des mit einem radialen Schlitz versehenen Klemmringes 3 erfolgt durch weiteres Anziehen des Schraubkörpers 2, wobei sich die scharfen Kanten 17 in den Aussenumfang des Rohres 12 eingraben und einen axialen Halt des Rohres 12 gewährleisten. Diese Längskraftschlüssigkeit ist auch dann gewährleistet, wenn im Ausnahmefall der Dichtungskörper 5 z.B. durch Feuer vollständig zerstört wird.
Wirken auf die Rohrverbindung nur sehr geringe oder keine Längskräfte, kann wie in Fig. 5 dargestellt auf den Klemmring 3 verzichtet werden, wobei dann der Schraubkörper 2 direkt mit einer Stirnfläche 19 auf den Metallring 4 drückt und dadurch der Dichtungsring 7 radial verspannt wird.
Damit jedoch trotzdem eine metallische, elektrische leitende Verbindung zwischen dem Rohr 12 und dem Verbindungskörper 1 und/oder Schraubkörper 2 vorhanden ist, wird am Dichtungskörper 5 ein Blechring 24 angeordnet. Der Blechring 24 liegt mit einer Anlagefläche 25 stirnseitig am Metallring 4 an und weist axial verlaufende Stege 26 auf, welche zwischen dem Innenumfang des Dichtungskörpers 5 und dem Aussenumfang des Rohres 12 eingeklemmt eine metallische Verbindung zwischen dem Rohr 12 und dem Metallring 4 und somit mit dem Schraubkörper 2 herstellen.
Diese metallische Verbindung ist wichtig für einen Ausgleich eines elektrischen Potentials, für eine Erdung der Rohrleitung oder für eine elektromagnetische Ortung von einer im Boden verlegten Rohrleitung.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsvariante weist das innere Ende der Ausnahmung 8 eine Anschlagkante bzw.
eine schmale Anschlagfläche 20 auf, bis zu welcher der Dichtungskörper 5 eingeschoben wird. Der Dichtungsring 7 ist mit einer im Durchmesser grösseren Teilpartie 21 versehen, wobei deren Aussenumfang mit einer entsprechenden Ausdrehung 22 im noch nicht verspannten Zustand einen Spalt 23 bildet. Zwischen der Anschlagfläche 15 am Verbindungskörper 1 und der Teilpartie 21 des noch nicht verspannten Dichtungsringes 7 ist eine freie Distanz 18, durch welche der axiale Verspannweg bestimmt ist. Der Metallring 4 ist am Aussenumfang mit einer aufvulkanisierten Schicht des Dichtungsmaterials überzogen, wobei der metallische Innenumfang als Zentrierung beim Einführen des Rohres 12 dient.
Beim axialen Verspannen des Dichtungskörpers 5 mittels des Schraubkörpers 2 wird, bis die Teilpartie 21 an der Anschlag fläche 15 anliegt, auch die Lippendichtung 6 etwas gestaucht und der Dichtungsring 7 zusätzlich radial verformt, so dass er mit der Innenkontur gegen das Rohr 12 und mit der Aussenkontur den Spalt 23 ausfüllend gegen den Verbindungskörper 1 gedrückt wird.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsvariante bei welcher der axiale Verspannungsweg des Dichtungskörpers 5 direkt durch den Anschlag der Stirnfläche 19 des Schraubkörpers 2 an der Anschlagfläche 15 des Verbindungskörpers 1 begrenzt wird. Der Dichtungskörper 5 weist dabei auf die ganze Länge einen zylindrischen Aussenumfang auf, wobei über eine Teilpartie im nicht verspannten Zustand gegenüber der Ausdrehung 8 des Verbindungskörpers ein Spalt 23 vorhanden ist.
Im übrigen entspricht die Ausbildung und die Wirkung beim Verspannen wie zu Fig. 2 beschrieben.
Bei der in der Fig. 4 gezeigten Ausführungsvariante ist die Aussenkontur des Dichtungskörpers 5 vom inneren Ende der Lippendichtung 6 bis annähernd zum äusseren Ende des Dichtungsringes 7, an welchem der Metallring 4 angeordnet ist, konisch ausgebildet und liegt an einer entsprechend konisch ausgebildeten Innenfläche der Ausnehmung 8 an.
Der Metallring 4 ist dabei auf dem Innenumfang mit einer aufvulkanisierten Schicht Dichtungsmaterial überzogen. Die Begrenzung des axialen Verspannungsweges erfolgt wie zu Fig. 3 beschrieben durch die Stirnfläche 19 am Schraubkörper 2, welche im verspannten Zustand an der Anschlag fläche 15 anliegt.
Die beschriebene Rohrverbindung eignet sich für Metallund Kunststoffrohre, vorzugsweise für aus glatten Stahlrohren erstellte Gasleitungen, welche auch bei Feuerunfällen soweit dicht sein müssen, dass keine Gasexplosionen entstehen können.
Selbstverständlich ist diese Rohrverbindung auch für andere z.B. flüssige Medien geeignet, bei welchen eine hohe Sicherheit gegen axiales Verschieben der Rohre und Dichtheit auch bei hohen Drücken verlangt wird.
Die Rohrverbindung ohne Klemmring gemäss Fig. 5 aber mit dem Blechring 25 kann auch bei Ausführungsvarianten des Dichtungskörpers 5 gemäss den Fig. 2 und 4 angewendet werden.
DESCRIPTION
The invention relates to a pipe connection as characterized in the preamble of claim 1.
A pipe connection is known (EP-A 0 073 050), which has only a lip-provided seal. This seal is unsatisfactory, particularly in the case of a gaseous medium. When heated, the seal, which is made of an elastomer, leaks when the material flows away, so that there is a risk of explosions due to the escaping gases.
Since the lip seal is arranged in an annular groove, it can only be installed in the deformed state, which requires a correspondingly soft material. In addition, damage to the sealing lips cannot be ruled out.
Furthermore, in addition to the lip seal arranged in an annular groove, it is known to arrange a separate seal which can be clamped radially against the tube and which is intended to improve the seal, in particular in the case of gaseous media. Another disadvantage here is the arrangement of the lip seal in the annular groove and the complex construction with two separate seals with the necessary recesses and contact surfaces in the connecting body.
The object of the present invention is to provide a pipe connection of the type mentioned at the outset, which has the advantages of the sealing arrangement of the last-mentioned prior art, but is considerably simpler in construction and ensures problem-free assembly.
According to the invention, this is solved by the characterizing features of claim 1.
Particularly advantageous configurations are characterized in the dependent claims.
By designing the lip seal with the sealing ring as a one-piece sealing body, a combination of a dynamic seal with a statically clampable seal is achieved in one part, whereby the manufacture and assembly are considerably simplified.
The axial deformation of a sealing body presses it radially against the pipe, which in addition to the elastic seal creates a statically prestressed sealing point, so that larger pipe tolerances are also bridged.
The invention is illustrated in the accompanying drawings in various embodiments and described below.
Show it:
1 is a longitudinal section of the pipe connection partly in the pre-assembled, partly in the fully assembled state,
2 shows a first embodiment variant of FIG. 1, only in the preassembled state,
3 shows a second embodiment variant of FIG. 2,
Fig. 4 shows a third embodiment of Fig. 2 and
Fig. 5 shows a fourth variant in partial longitudinal section in the fully assembled state.
Fig. 1 shows a connecting body 1 with a screwed, e.g. screw body 2 designed as a crown nut, a clamping ring 3 and a sealing body 5 provided with a metal ring 4. The screw body 2 can also have a polygon on the outer circumference, e.g. have a hexagon for an open-ended wrench or longitudinal grooves for a hook wrench. The sealing body 5 has a section designed as a lip seal 6 and a section designed as a radially clampable sealing ring 7, which is made in one piece, preferably from an elastomer. The lip seal 6 is with the cylindri's outer circumference in a corresponding recess
8 of the connecting body 1 centers and has two sealing lips 9.
The recess 8 has on its inner
End a conical or arcuate transition 10 to the adjoining inner contour 11 of the connecting body
1 on. As a result, the sealing lips 9 are accessible to the flow medium and are pressed by the medium pressure against the outer circumference of the pipe 12 to be connected, which increases the sealing effect.
The sealing ring 7 has an outer circumference 13 which tapers conically towards the lip seal 6 and which lies against a correspondingly conical inner surface 14 of the recess 8.
The one with the sealing body 5 e.g. by vulcanizing or gluing firmly connected metal ring 4 protrudes beyond the outer circumference of the sealing body 5 or the sealing ring 7. At the outer end of the conical inner surface 14, a striking-side stop surface 15 is arranged on the connecting body 1.
The screw body 2 is provided with a frustoconical inner surface 16 against which the clamping ring 3 rests. This has two radially inwardly directed sharp edges 17 on the inner circumference, which are formed by a recess of the clamping ring 3, which has a round cross section.
1 shows the preassembled pipe connection in the upper half, the sealing body 5 resting against the conical inner surface 14 without tension and a free distance 18 being present between the metal ring 4 and the stop surface 15.
The lower half of FIG. 1 shows the fully assembled pipe connection, the connecting body 1 being connected to a pipe 12 for the passage of a liquid or preferably gaseous medium by tightening the clamping ring 3 and the sealing ring 7 by means of the screw body 2 in a medium-tight manner and held in the axial direction .
By tightening the screw body 2, the clamping ring 3 and the metal ring 4 are axially displaced until the latter rests on the stop surface 15. As a result of this displacement, the sealing ring 7 of the sealing body 5 is axially compressed by the distance 18, which creates a radial deformation in which the inner circumference of the sealing ring 7 is pressed firmly against the tube 12.
This creates a statically prestressed seal in addition to the lip seal 6, which also acts dynamically.
The clamping ring 3, which is provided with a radial slot, is braced by further tightening the screw body 2, the sharp edges 17 digging into the outer circumference of the tube 12 and ensuring an axial hold of the tube 12. This restraint is also guaranteed if, in exceptional cases, the sealing body 5 e.g. completely destroyed by fire.
If there are only very little or no longitudinal forces acting on the pipe connection, the clamping ring 3 can be dispensed with, as shown in FIG. 5, the screw body 2 then pressing directly onto the metal ring 4 with an end face 19 and the sealing ring 7 thereby being radially clamped.
However, so that a metallic, electrically conductive connection is present between the tube 12 and the connecting body 1 and / or screw body 2, a sheet metal ring 24 is arranged on the sealing body 5. The sheet metal ring 24 lies with a contact surface 25 on the end face of the metal ring 4 and has axially extending webs 26, which clamped between the inner circumference of the sealing body 5 and the outer circumference of the tube 12, a metallic connection between the tube 12 and the metal ring 4 and thus with the Produce screw body 2.
This metallic connection is important for an equalization of an electrical potential, for a grounding of the pipeline or for an electromagnetic location of a pipeline laid in the ground.
In the embodiment variant shown in FIG. 2, the inner end of the recess 8 has a stop edge or
a narrow stop surface 20, up to which the sealing body 5 is inserted. The sealing ring 7 is provided with a section 21 with a larger diameter, the outer circumference of which forms a gap 23 with a corresponding recess 22 in the not yet tightened state. There is a free distance 18 between the stop surface 15 on the connecting body 1 and the sub-section 21 of the sealing ring 7 which has not yet been clamped, by means of which the axial clamping path is determined. The metal ring 4 is coated on the outer circumference with a vulcanized-on layer of the sealing material, the metallic inner circumference serving as centering when the tube 12 is inserted.
When the sealing body 5 is braced axially by means of the screw body 2, until the partial section 21 rests against the stop surface 15, the lip seal 6 is also slightly compressed and the sealing ring 7 is additionally deformed radially, so that it has the inner contour against the pipe 12 and with the Outside contour, the gap 23 is pressed against the connecting body 1.
3 shows an embodiment variant in which the axial tension path of the sealing body 5 is limited directly by the stop of the end face 19 of the screw body 2 on the stop surface 15 of the connecting body 1. The sealing body 5 has a cylindrical outer circumference over the entire length, with a gap 23 being present over a partial part in the untensioned state with respect to the recess 8 of the connecting body.
Otherwise, the design and the effect when bracing corresponds to that described in FIG. 2.
4, the outer contour of the sealing body 5 is conical from the inner end of the lip seal 6 to approximately the outer end of the sealing ring 7, on which the metal ring 4 is arranged, and lies on a correspondingly conical inner surface of the recess 8 on.
The metal ring 4 is coated on the inner circumference with a vulcanized layer of sealing material. The limitation of the axial tensioning path takes place as described in FIG. 3 by the end face 19 on the screw body 2, which rests on the stop face 15 in the tensioned state.
The pipe connection described is suitable for metal and plastic pipes, preferably for gas pipes made from smooth steel pipes, which, even in the event of a fire, must be sufficiently leakproof that no gas explosions can occur.
Of course, this pipe connection is also suitable for other e.g. Suitable for liquid media where a high level of security against axial displacement of the pipes and tightness is required even at high pressures.
The pipe connection without a clamping ring according to FIG. 5 but with the sheet metal ring 25 can also be used in design variants of the sealing body 5 according to FIGS. 2 and 4.