CN103748397A - 用于管路或软管管路的、带有锥形螺纹的耐高压的螺旋连接部 - Google Patents

用于管路或软管管路的、带有锥形螺纹的耐高压的螺旋连接部 Download PDF

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Abstract

一种用于管路或软管管路的连接装置，带有：螺旋连接体；以及类似管状的端部件，该端部件可插入到构造在螺旋连接体处的容纳部中，且该端部件可借助于旋到螺旋连接体上的联管螺母固定在容纳部中，其中，螺旋连接体的容纳部具有扩大的椎体的形状，而端部件的接合到容纳部中的周缘面具有锥状的形状，其特征在于，螺旋连接体(10)的载有外螺纹(30)的周缘面(12)在其前端的方向上具有与容纳部(11)的锥面相反的倾斜的走向，而联管螺母(17)以其载有内螺纹(31)的面(18)具有可与该周缘面互补的走向，且外螺纹(30)和内螺纹(31)如此构造为锥形螺纹，即，在拧紧联管螺母(17)时起始于锥形螺纹的径向力与在装配连接装置时由锥形的端部件(13)施加到构造在螺旋连接体(10)中的容纳锥体(11)上的径向力相反地指向。

Description

用于管路或软管管路的、带有锥形螺纹的耐高压的螺旋连接部
技术领域
本发明涉及一种用于管路或软管管路的连接装置，带有：螺旋连接体(Verschraubungsk?rper)，其具有孔以用于穿引流经管路或软管管路的介质；以及类似管状的端部件，该端部件可插入到构造在螺旋连接体的前端处的容纳部中，且该端部件可借助于联管螺母(überwurfmutter)固定在容纳部中，该联管螺母具有可旋到安置在螺旋连接体的外周缘上的外螺纹上的内螺纹且可旋转地布置在松开位置与装配位置之间，其中，螺旋连接体的容纳部构造成呈扩大的锥体的形式，并且端部件的接合到容纳部中的周缘面具有相应于构造在螺旋连接体处的容纳锥体的、朝端部件的端部收缩的锥形的形状。
背景技术
从文献DD 204 059 A1中已知这种类型的连接装置。在此，构造在螺旋连接体处的外螺纹和构造在联管螺母中的所属的内螺纹相应构造成柱状螺纹，从而螺旋连接体的载有外螺纹的周缘面具有平行于连接装置的纵轴线的走向。螺旋连接体的容纳端部件的容纳部具有向外朝待插入的端部件扩大的锥体的形状，优选地，呈所谓的标准化的24°锥体的形式。为了在螺旋连接体与端部件之间建立相应的贴靠面，端部件在其待插入到螺旋连接体的容纳锥体中的前部的区域中构造成带有相应于螺旋连接体的容纳锥体的锥度。
与已知的连接装置关联有这样的缺点：在装配时，由于柱状的螺纹，在利用合适的工具以直至达到预定的扭矩将联管螺母拧紧在最终装配位置中之前，必须首先将联管螺母一次以很多的旋转拧到螺旋连接体上。这种类型的装配很繁琐，并且尤其在难以接近的区域中的情况下很难执行待布置的连接装置。另一缺点可在于：在过强地拧紧联管螺母时，以相应的轴向力压入到螺旋连接体的容纳锥体中的端部件试图靠着联管螺母(其利用柱状的内螺纹拧到构造在螺旋连接体处的柱状的外螺纹上)的柱状的贴靠面使螺旋连接体的容纳锥体扩张，从而可导致螺旋连接体或联管螺母的相应的损坏和管连接的与此相关的不密封性。
发明内容
因此，本发明的目的在于在这种类型的连接装置中简化其装配并且在此还避免上述缺点。
该目的的解决方案包括有利的设计方案和改进方案从在说明之后的权利要求的内容中得到。
本发明在其基本思想方面设置成螺旋连接体的载有外螺纹的周缘面在其前端的方向上具有与容纳部的锥体相反的倾斜的走向，并且联管螺母以其载有内螺纹的面具有与该周缘面互补的走向，并且外螺纹和内螺纹如此构造为锥形螺纹，即，在拧上联管螺母时起始于锥形螺纹的径向力与在装配连接装置时由锥形的端部件施加到构造在螺旋连接体中的容纳锥体上的径向力相反地指向。
就此而言，如果联管螺母基于根据本发明所使用的锥形螺纹可首先在没有旋转运动的情况下推到构造在螺旋连接体处的外螺纹的第一螺纹道(Gewindegang)上，其中，螺纹的锥形几何结构用作对中辅助，则本发明首先与简单装配的优点相关联。紧接于此，在拧紧螺旋连接之前，仅应进行最多约两次旋转。另一优点在于：由于呈朝待推入的端部件变细的锥体的形式的联管螺母和螺旋连接体的载有螺纹道的面的与使用锥形螺纹相关的走向，在最终装配连接装置时由推入到螺旋连接体的容纳锥体中的端部件沿径向向外施加的力与相应地起始于锥形螺旋连接的沿径向向内指向的反作用力相反，此外，该反作用力随着端部件在螺旋连接体中的逐渐增长的连接力而同样上升。由此在螺旋连接体处不可出现容纳锥体的扩大，从而改善根据本发明的连接装置的可靠性以及同样改善密封性。
就此而言，为了实施本发明，端部件的前部的端部区域可实施成带有与螺旋连接体的容纳锥体相应的锥度，这可通过以下方式来实现：对管的端部件进行卷边或车削，或者将具有相应的锥形的贴靠面的端部件堆焊或焊接在管处，或将其安装在软管处，或者将具有相应的锥形的贴靠面的、在原理方面例如从文献DE 40 38 539 Cl中已知的切割环布置在连接螺旋的内部中。
根据本发明的一实施例设置成锥形螺纹构造为锥形尖螺纹(Kegelspitzgewinde)。
在本发明的一备选的实施方式中设置成锥形螺纹构造为具有带有削平的螺纹侧面的梯形轮廓的螺纹。这种类型的梯形轮廓具有更大的导程并且因此与锥形尖螺纹相比在装配时还需要更少的旋转。
根据本发明的一有利的实施方式设置成如此设计锥形螺纹的齿面的几何结构，即，在首次装配的情况下，在联管螺母达到通过预定的拧紧扭矩限定的装配位置装配在螺旋连接体上时，在外螺纹和内螺纹的处在拧紧方向上的齿面中以及在相应的螺纹道底部中相应保留有作为锥形螺纹的再拧紧预留部(Nachziehreserve)的间隙。对此，首先相关联的是防止过度装配的过载保护。同时，在首次装配时保留的间隙形成再拧紧预留部，只要在重复装配连接装置的范畴中为了平衡松弛现象(Setzerscheinung)和在加工螺纹时的公差而将联管螺母以一定的程度进一步拧到螺旋连接体上，就需要该再拧紧预留部。为了联管螺母在已装配的连接装置中不会无意地松开，松开扭矩不应太小。如果经由锥形螺纹的自锁的装置而未设置附加的保险措施，可如此选择锥形螺纹的齿面角，即，需要拧紧扭矩的至少60°，以便通过与拧紧旋转方向相反地旋转联管螺母再次松开连接装置。
根据本发明的一实施例，由此实现防止连接装置的无意的松开，即，如此设计锥形螺纹的齿面的几何结构，即，在联管螺母达到通过预定的拧紧扭矩限定的装配位置装配在螺旋连接体上之前，外螺纹和内螺纹的相应共同作用的齿面彼此贴靠并且在相应的螺纹道底部中保留有间隙。对于锥形螺纹的这种类型的设计方案，外螺纹和内螺纹的齿面已经在达到装配位置之前彼此重叠的行进(Aufeinanderlaufen)，而在螺纹道底部中未建立接触。由于齿面的彼此重叠的行进，扭矩升高，因为外螺纹和内螺纹的螺纹轮廓相应如楔子那样推到彼此之中。由此引起构造在螺旋连接接头和联管螺母处的锥形螺纹的自锁，然而并未导致点状的卡锁装配，在其中，螺母不可进一步在螺旋连接体上旋转。相反，更强地提高用于松开连接装置的必需的扭矩，由此确保自锁。
根据用于自锁的装置的另一实施例，可设置成构造在螺旋连接体处的外螺纹和构造在联管螺母中的内螺纹相应具有彼此有偏差的螺距。在带有稍微不同的螺距的锥形螺纹的设计方案中，螺旋连接体相对于螺母的期望的自锁的程度和力/力矩曲线可变化。如果根据本发明的实施例在螺旋连接体处选择相比于联管螺母稍微更大的螺距，则仅仅在相应第一螺纹道和最后的螺纹道上出现起止动螺纹作用的楔形效应。在此，在螺距中的偏差的大小描绘出接触面的大小和由此出现的自锁效应。此外，可将在运行情况下由存在的管内压力引起的、作用到锥形螺纹的螺纹侧面上的拉力负荷转移到在锥形螺纹中更大的、后部的螺纹直径上。
根据本发明的一实施例，锥形螺纹的自锁的又一备选的实施方式的特征在于，设置在螺旋连接体处的外螺纹和构造在联管螺母中的内螺纹的螺纹道在其齿面方面具有不同的张角。例如，根据本发明的实施例，如果为在联管螺母处的螺纹道的齿面选择比在螺旋连接体的区域中(的齿面)更大的张角，那么这引起在螺旋连接体的前端处伸出的螺纹锁紧在联管螺母中，因为不同的张角在此彼此紧靠(ineinandersto?en)。在螺纹的后部的走向中的其他螺纹道保持不接触。
根据一实施例可由此加强锥形螺纹在达到卡锁装配状态之前的的自锁，即，如此调整限定连接装置的最终装配状态的拧紧扭矩，即，对螺旋连接体的处在内部的容纳锥体与载有外螺纹的外部的周缘面之间的端部区段弹性地向内朝推入到容纳锥体中的端部件的方向上预紧。在此，如此选择用于达到连接装置的最终装配位置的推荐的扭矩，即，在螺纹道的不同的张角交错行进时，螺旋连接体的敞开的端部区段在其直径方面稍微减小，即被弹性地向内压。在此，端部区段在其内侧上通过端部件的推入到容纳锥体中的、同样锥形的端部支撑。因此在端部件与联管螺母之间产生呈环绕的楔子的形式的自锁，由此提高连接装置的拧开扭矩。
根据本发明的一实施例，由此实现在锥形螺纹中的自锁的另一备选的构造方案，即，设置在螺旋连接体处的外螺纹具有比构造在联管螺母中的内螺纹更大的轴向长度。因此在达到最终装配位置并且保持预定的拧紧扭矩时发生构件部分地交错行进。这导致构件的变形和锁紧/自锁。这种锁紧不仅可塑性地起作用，而且可弹性地起作用，也就是说，锥形螺纹的自锁仅可在首次装配联接装置时使用，或者还可在重复装配时有效，并且由此附加地提高拧开扭矩。
在改进在端部件与螺旋连接体之间的密封方面，根据本发明的一实施例设置成在螺旋连接体的容纳锥体的容纳端部件的锥形区域的内面中构造有槽，其带有布置在其中的密封件。
附图说明
在附图中描述了本发明的在下面进行说明的实施例。其中：
图1以部分剖切的侧视图示出了在最终装配的状态中的连接装置，其带有连接体和插入该连接体中的端部件以及借助于构造为锥形尖螺纹的锥形螺纹固定在连接体处的联管螺母，
图2以另一实施方式示出了根据图1的连接装置，
图3以剖切的侧视图示出了考虑用来连接螺旋连接体和联管螺母的、作为所谓的梯形螺纹的锥形螺纹的备选的实施方式，
图4以放大的侧视图根据图1和2示出了在接合在最终装配位置中时安置在螺旋连接体处的外螺纹和位于联管螺母中的内螺纹的构造为锥形尖螺纹的螺纹轮廓，
图5根据图4在图示中示出了根据图3的梯形螺纹，
图6示出了在达到装配位置之前螺旋连接体和联管螺母的设立成借助于彼此贴靠的齿面来自锁的梯形螺纹，
图7示出了在螺旋连接体和联管螺母的装配位置中的根据图6的梯形螺纹，
图8示出了在达到装配位置之前的梯形螺纹，其中，为了自锁，借助于不同的螺距将梯形螺纹设置在螺旋连接体和联管螺母处，
图9示出了在装配位置中的根据图8的梯形螺纹，
图10示出了在连接装置的装配位置中的梯形螺纹，其中，为了自锁，借助于齿面的不同的张角将梯形螺纹设置在螺旋连接体和联管螺母处，
图11示出了在达到装配位置之前的锥形螺纹，其中，为了自锁，借助于不同的长度将构造在螺旋连接体和联管螺母处的梯形螺纹设定成锥形螺纹，
图12示出了在连接装置的装配位置中的根据图11的梯形螺纹。
具体实施方式
首先从图1中可见的连接装置包括螺旋连接体10，该螺旋连接体在其前(右)端处具有容纳锥体11以用于容纳插入到其中的端部件13，其中，该容纳锥体11具有扩大的锥形的形状。螺旋连接体的处在容纳锥体11的区域中的外周缘面12具有在其前端的方向上与容纳锥体11的锥面相反的倾斜的走向，其中，在该周缘面12处构造有外螺纹30。
插入到螺旋连接体10的容纳锥体11中的端部件13为管14的一件式的组成部分，其中，借助于相应的成形将隆起部15建立在端部件13或管14处。隆起部15一方面在其背离螺旋连接体10的端部处形成用于推到管14上的联管螺母17的支撑面16，并且同时端部件13的前周缘面构造为锥形的面19，其具有与在螺旋连接体10处的容纳锥体11的锥度相一致的锥度。推到管14上且支撑在管隆起部15的支撑面16上的联管螺母在其内部中具有锥形扩大的内面18，在该内面18处构造有内螺纹31。由于周缘面12或内面18的设定成一致的锥度，螺旋连接体10的外螺纹30和联管螺母17的内螺纹31一起形成带有相应的螺距的锥形螺纹。在图1中示出的实施例中，该锥形螺纹构造为锥形尖螺纹。
为了相对于螺旋连接体10密封端部件13，在容纳锥体11的内周缘面处构造有槽20，其带有置入到该槽中的密封环21。此外，在螺旋连接体的外周缘上还示出有指示环22，借助于该指示环可使连接装置的装配状态变得可识别。但是，就本发明而言，指示环的构造方案和功能不是最重要的。
就此而言，在图2中示出了本发明的稍微改变的设计方案，区别在于带有起联接作用的管14的端部件13构造成柱形，其中，在插入到容纳锥体11中的端部件13的外周缘上布置有切割环23，该切割环现在在其外周缘上形成在螺旋连接体10的与其相应的容纳锥体11处的锥形贴靠面24。原则上，从文献DE 40 38 539 Gl中已知这种类型的切割环的布置方案。
从两个实施例中可看出，本发明的实现依赖于在端部件13的插入到螺旋连接体10的容纳锥体11中的区域中构造有锥形的面以用于贴靠在容纳锥体11处。该锥形的面具体以哪种结构方式制造或构造对于实现根据本发明的连接装置来说并不重要。就此而言，在以上阐述的图1和2中，示出了用作螺旋连接的锥形螺纹构造为锥形尖螺纹，以相同的方式同样适合的是在图3中示出的构造为梯形螺纹的锥形螺纹。
从带有构造在其处的锥形螺纹的连接装置的以上说明的结构中已经得到本发明的重要优点，据此可首先在没有旋转运动的情况下将联管螺母17推到构造在螺旋连接体10处的外螺纹30的第一螺纹道上，其中，螺纹的锥形几何结构用作对中辅助。紧接于此，在拧紧螺纹连接之前仅应进行很少的最多约2圈的旋转。此外，在图3中说明了本发明的其他优点，据此，相应地起始于锥形螺旋连接的沿径向向内指向的反作用力(箭头41)与在最终装配连接装置时由推入到螺旋连接体10的容纳锥体11中的端部件13沿径向向外施加的力(箭头40)相反，此外，该反作用力随着端部件13在螺旋连接体10中逐渐增长的连接力而同样上升。
在图4和5中相应示出了带有过载保护或再拧紧预留部的锥形尖螺纹以及梯形螺纹的构造方案。为此，在结构方面如此设计联管螺母17的内螺纹31和螺旋连接体10的外螺纹30的相应的螺纹道，即，在装配状态中，外螺纹30的处在拧紧方向上的齿面25a和内螺纹31的齿面26a彼此贴靠，其中，在相对而置的齿面25b和26b处以及在螺纹道基部27中相应保留有间隙28。该间隙28尤其形成再拧紧预留部，只要在重复装配连接装置的范畴中将联管螺母17以一定的程度进一步拧到螺旋连接体10上，则需要该再拧紧预留部。
本发明的在下面进行说明的其他的图6至12中示出的实施例涉及在所使用的锥形螺纹中的自锁的装置，根据构造为梯形螺纹的锥形螺纹来阐述其实现方式。然而，梯形螺纹的相应地阐述的结构上的设计方案同样可构造在锥形尖螺纹中，而不用具体进行示出或阐述。
在图6和7中示出的实施例中，由此实现相应构造在螺旋连接体10和联管螺母17处的所示出的梯形螺纹的自锁，即，共同作用的螺纹道的相应的齿面25和26的几何结构如此设计使得在装配状态中齿面25和26彼此贴靠，并且在相应的螺纹道底部27中又保留有间隙28。从图6和7的比较中得出，在图7中示出的装配状态中，在螺纹道底部27中留有间隙28的情况下，一方面相应彼此贴靠的齿面25a和26a以及另一方面齿面25b和26b彼此贴靠。只要在装配时如楔子那样已经将相应外螺纹30和内螺纹31的螺纹轮廓彼此推入，扭矩由于齿面25和26的与此相关的朝彼此行进而上升，该扭矩引起所期望的自锁。
对于在图8和9中示出的实施例，由此实现相应构造在螺旋连接体10和联管螺母17处的梯形螺纹的自锁，即，构造在螺旋连接体10的外螺纹30和构造在联管螺母17中的内螺纹31相应具有彼此有偏差的螺距。对此，如从图9中得出的那样，在将稍微更大的螺距构造在螺旋连接体处的情况下，起螺纹止动作用的楔形效应相应发生在仅仅第一螺纹道和最后的螺纹道上。外螺纹30和内螺纹31的处在第一螺纹道与最后的螺纹道之间的齿面保持没有接触。
从图10中得到示例性地示出的梯形螺纹的自锁的又一备选的构造方案。在此，外螺纹30和内螺纹31在其齿面25a,25b或26a、26b方面相应具有不同大小的张角。如果为构造在联管螺母17处的内螺纹31选择例如12°的张角，而为构造在螺旋连接体10处的外螺纹30选择11°的张角，那么这仅仅在螺旋连接体10的伸到联管螺母17的内部中的前端处引起相应伸出的螺纹的锁紧，因为以不同的张角构造的螺纹道在此彼此紧靠。在后部的螺旋连接的走向中的其他螺纹道保持没有接触。
对于在图11和12中最后示出的实施例，由此实现所示出的梯形螺纹的自锁，即，设置在螺旋连接体10处的外螺纹30具有比构造在联管螺母17中的内螺纹31更大的轴向长度。因此，在达到最终装配位置时，发生螺纹道的部分的交错行进，这导致构件相对彼此的变形和卡紧或自锁。
为了实现本发明，在其不同的实施方式方面，重要的是该文件的对象的在上述说明、权利要求、摘要以及附图中公开的特征可单个地以及以彼此任意的组合实现。

Claims (12)

1. 一种用于管路或软管管路的连接装置，带有：螺旋连接体，其具有孔以用于穿引流经所述管路或软管管路的介质；以及类似管状的端部件，该端部件可插入到构造在所述螺旋连接体的前端处的容纳部中，且该端部件可借助于联管螺母固定在该容纳部中，该联管螺母具有可旋到安装在所述螺旋连接体的外周缘上的外螺纹上的内螺纹且可旋转地布置在松开位置与装配位置之间，其中，所述螺旋连接体的容纳部构造成呈扩大的锥体的形式，并且所述端部件的接合到所述容纳部中的周缘面具有相应于构造在所述螺旋连接体处的容纳锥体的、朝所述端部件的端部收缩的锥形的形状，其特征在于，所述螺旋连接体(10)的载有外螺纹(30)的周缘面(12)在其前端的方向上具有与所述容纳部(11)的锥面相反的倾斜的走向，而所述联管螺母(17)以其载有内螺纹(31)的面(18)具有与该周缘面互补的走向，并且所述外螺纹(30)和所述内螺纹(31)如此构造为锥形螺纹，即，在拧上所述联管螺母(17)时起始于所述锥形螺纹的径向力与在装配连接装置时由锥形的所述端部件(13)施加到构造在所述螺旋连接体(10)中的容纳锥体(11)上的径向力相反地指向。
2. 根据权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述锥形螺纹构造为锥形尖螺纹。
3. 根据权利要求1所述的连接装置，其特征在于，所述锥形螺纹构造为其螺纹道具有梯形轮廓的螺纹。
4. 根据权利要求2或3所述的连接装置，其特征在于，所述锥形螺纹的齿面(25,26)的几何结构如此设计，即，在首次装配时在所述联管螺母(17)达到通过预定的拧紧扭矩限定的装配位置装配在所述螺旋连接体(10)上时，在外螺纹(30)和内螺纹(31)的置于拧紧方向上的齿面(25b,26b)中以及在相应的螺纹道底部(27)中相应保留有作为锥形螺纹的再拧紧预留部的间隙(28)。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的连接装置，其特征在于，所述锥形螺纹的齿面(25,26)的几何结构如此设计，即，在所述联管螺母(17)达到通过预定的拧紧扭矩限定的装配位置装配在所述螺旋连接体(10)上之前，外螺纹(30)和内螺纹(31)的相应共同作用的齿面(25a,26a;25b,26b)彼此贴靠并且在相应的所述螺纹道底部(27)中保留有间隙(28)。
6. 根据权利要求1至4中任一项所述的连接装置，其特征在于，构造在所述螺旋连接体(10)处的外螺纹(30)和构造在所述联管螺母(17)中的内螺纹(31)相应具有彼此有偏差的螺距。
7. 根据权利要求6所述的连接装置，其特征在于，构造在所述螺旋连接体(10)处的外螺纹(30)的螺距设计成大于构造在所述联管螺母(17)中的内螺纹(31)的螺距。
8. 根据权利要求1至4中任一项所述的连接装置，其特征在于，安置在所述螺旋连接体(10)处的外螺纹(30)和构造在所述联管螺母(17)中的内螺纹(31)的螺纹道在其齿面(25,26)方面具有不同的张角。
9. 根据权利要求8所述的连接装置，其特征在于，构造在所述联管螺母(17)中的内螺纹(21)的螺纹道的齿面(26)具有比构造在所述螺旋连接体(10)处的外螺纹(30)的螺纹道的齿面(25)更大的张角。
10. 根据权利要求8或9所述的连接装置，其特征在于，如此调整限定所述连接装置的最终装配状态的拧紧扭矩，即，对所述螺旋连接体(10)的处在内部的所述容纳锥体(11)和载有所述外螺纹(30)的外部的面(12)之间的端部区段弹性地向内朝推入到所述容纳锥体(11)中的端部件(13)的方向上预紧。
11. 根据权利要求1至4中任一项所述的连接装置，其特征在于，安置在所述螺旋连接体(10)处的外螺纹(30)具有比构造在所述联管螺母(17)中的内螺纹(31)更大的轴向长度。
12. 根据权利要求1至11中任一项所述的连接装置，其特征在于，在所述螺旋连接体(10)的容纳锥体(11)的容纳所述端部件(13)的锥形区域的内面中构造有槽(20)，其带有布置在其中的密封件(21)。
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