DE10164568C1 - Overlapping connection with seal for ends of pipes has sleeve with inside diameter slightly greater than outside diameter of end of pipe, with expanded end accommodating O-ring - Google Patents
Overlapping connection with seal for ends of pipes has sleeve with inside diameter slightly greater than outside diameter of end of pipe, with expanded end accommodating O-ringInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Rohrverbindung bestehend aus einem metallischen Pressfitting und einem darin eingeschobenen Leitungsrohr gemäß dem Oberbegriff des Patentanspru ches 1.The invention relates to a pipe connection consisting of a metallic press fitting and a conduit inserted therein according to the preamble of claim ches 1.
Die Herstellung einer unlösbaren dichten Verbindung von glattendigen Rohren mit einem diesen umfassenden Pressfitting ist bekannt. Die Dichtfunktion einer solchen Verbindung wird dadurch erreicht, dass durch plastische Verformung der Ringwulst das darin einge legte Dichtelement elastisch verformt wird und über einen bestimmten Teil des Querschnitt umfanges linienförmig an dem ihn umgebenden Bereich der Ringwulst des Pressfittings und des Leitungsrohres zur Anlage kommt. Zur Aufnahme der bei entsprechendem Innen druck auftretenden Längskräfte wird der der Ringwulst benachbarte zylindrische Bereich des Pressfittings zusammen mit dem Leitungsrohr plastisch verformt. Bei der Verpressung werden sowohl der Ringwulst als auch der benachbarte zylindrische Bereich mittels der Betätigungsvorrichtung gleichzeitig verformt.The creation of an inseparable tight connection of smooth-ended pipes with a this comprehensive press fitting is known. The sealing function of such a connection is achieved in that the ring bulge is plastically deformed put sealing element is deformed elastically and over a certain part of the cross section circumferentially in a line on the area around it of the annular bead of the press fitting and the conduit comes to rest. To accommodate the appropriate interior pressure occurring longitudinal forces becomes the cylindrical region adjacent to the annular bead of the press fitting is plastically deformed together with the conduit. When pressing both the annular bead and the adjacent cylindrical region are by means of the Actuator deformed at the same time.
Im Regelfall führt bei der nach der Installation vorgeschriebenen Druckprobe eine nichtver presste Verbindungsstelle zu einer feststellbaren Leckage. In Sonderfällen kann es aber vorkommen, dass die Toleranzpaarung von Leitungsrohr und Pressfitting so ungünstig ist, dass das Dichtelement schon beim Einschieben des Leitungsrohres eine, wenn auch nur geringe Vorverformung erfährt, die aber ausreicht, um der Druckprobe bei der Ab nahme der Installation standzuhalten. Im späteren Betrieb "atmet" aber die Leitung. Bei Druckstößen durch schnell schaltende Ventile und bei Temperaturwechseln kann es zu Relativbewegungen kommen, so dass bei fehlender axialer Sicherung infolge einer Nicht verpressung die sich zuvor ergebende Vorverformung des Dichtelementes nicht ausreicht, um die Dichtheit der Verbindungsstelle weiterhin zu gewährleisten.As a rule, a non-ver pressed connection to a detectable leak. In special cases it can happen that the tolerance pairing of the pipe and press fitting is so unfavorable that the sealing element is one, albeit when the conduit is inserted undergoes only slight pre-deformation, but this is sufficient to allow the pressure test when to withstand the installation. In later operation, however, the line "breathes". at Pressure surges caused by fast switching valves and when there are changes in temperature can be too high Relative movements come, so that in the absence of axial securing as a result of not compression the resulting pre-deformation of the sealing element is not sufficient, to continue to ensure the tightness of the connection point.
Zur Lösung dieses Problems ist bereits ein Dichtelement vorgeschlagen worden (DE 197 22 935 C1), das mindestens einen in Umlaufrichtung liegenden Abschnitt aufweist, der mit einem vom Ausgangsquerschnitt abweichenden Querschnitt versehen ist. Vorzugs weise sind drei symmetrisch über den Umlauf liegende Abschnitte mit abweichendem Querschnitt vorgesehen. Der abweichende Querschnitt ist gekennzeichnet durch über den Umlauf und in der Querschnittsebene sich erstreckende Ausbauchung und einer dem eingeschobenen Leitungsrohr zugewandten radial in den Querschnitt des Dichtelementes sich erstreckenden Ausnehmung. Dabei ist das Volumen der Ausbauchung im Vergleich zum Ausgangsquerschnitt mindestens so groß wie das zum Ausgangsquerschnitt fehlende Volumen der Ausnehmung. Vor der Verpressung bildet die Ausnehmung des Dichtele mentes eine Durchgangsöffnung für das Medium in axialer Richtung.A sealing element has already been proposed to solve this problem (DE 197 22 935 C1), which has at least one section lying in the circumferential direction, the is provided with a cross-section deviating from the initial cross-section. virtue wise are three symmetrical overlying sections with different Cross section provided. The deviating cross section is characterized by the Circulation and bulge extending in the cross-sectional plane and one inserted pipe facing radially into the cross section of the sealing element extending recess. The volume of the bulge is compared to the output cross-section at least as large as that missing from the output cross-section Volume of the recess. The recess of the seal forms before the pressing mentes a through opening for the medium in the axial direction.
Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass das so konturierte Dichtelement nur in aufwändiger Weise herstellbar und deshalb teuer ist.A disadvantage of this solution is that the sealing element contoured in this way is only complex Can be manufactured and is therefore expensive.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rohrverbindung mit einem Pressfitting und einem darin eingeschobenen Leitungsrohr anzugeben, deren Dichtelement einfach herstellbar ist und bei Nichtverpressung bei der Druckprobe eine undichte Stelle bildet.The object of the invention is to provide a pipe connection with a press fitting and a specify inserted pipe, the sealing element is easy to manufacture and forms a leak if the pressure test is not pressed.
Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils Gegenstand von Unteransprüchen. This task is based on the generic term in conjunction with the characteristic Features of claim 1 solved. Advantageous further developments are in each case Subject of subclaims.
Nach der Lehre der Erfindung weist das Dichtelement in allen Querschnittsebenen einen gleichen, vom Kreisquerschnitt abweichenden, Querschnitt auf. Weiterhin ist das Dichtele ment im montierten aber nicht verpressten Zustand - auch unter Berücksichtigung der Ferti gungstoleranzen für Dichtelement, Pressfitting und Leitungsrohr - so bemessen und nimmt in Bezug auf Ringwulst und Leitungsrohr radial eine Lage ein, dass sich ein Spalt für den Durchtritt des zu fördernden Mediums bildet, der nach dem Verpressen abdichtend ge schlossen wird.According to the teaching of the invention, the sealing element has one in all cross-sectional planes same cross-section deviating from the circular cross-section. Furthermore, the seal is ment in the assembled but not compressed state - also taking the ferti into account Tolerances for sealing element, press fitting and conduit - so dimensioned and takes in relation to the annular bead and the conduit a radial position that there is a gap for the Passage of the medium to be conveyed forms the sealing ge after pressing is closed.
Der Vorteil dieser Anordnung ist darin zu sehen, dass das Dichtelement einfach herzu stellen ist, da es in allen Querschnittsebenen gleich ist und damit in einfacher Weise im montierten Zustand eine Leckagestelle erzeugt wird, so dass bei Nichtverpressung dieser Rohrverbindungsstelle die Druckprobe negativ ausfällt. Eine solche nichtverpresste Stelle kann ohne Probleme nachverpresst und die Druckprobe wiederholt werden.The advantage of this arrangement is that the sealing element is easy to use is because it is the same in all cross-sectional levels and thus in a simple manner assembled state, a leakage point is generated so that when this is not pressed Pipe connection point the pressure test is negative. Such an uncompressed area can be re-pressed without problems and the pressure test can be repeated.
Voraussetzung für die vorgeschlagene Lösung ist, dass sich die zulässigen Toleranzen für die Paarung Pressfitting, Dichtelement und Leitungsrohr in engen Grenzen halten, um auch bei ungünstiger Überschneidung einen Spalt bilden zu können.The prerequisite for the proposed solution is that the permissible tolerances for to keep the pairing of press fitting, sealing element and conduit within narrow limits to be able to form a gap if the overlap is unfavorable.
Anwendbar ist diese Rohrverbindung für alle Pressfittingtypen aus Metall, sei es aus Koh lenstoffstahl, Edelstahl, Kupfer, Kupferlegierungen, Messing oder Titan. Ein Vorteil der vorgeschlagenen Rohrverbindung ist darin zu sehen, dass mit Ausnahme des Dichtelementes am Grunddesign der übrigen Elemente nichts geändert werden muss und auch die im Markt in großer Stückzahl sich befindenden Presswerkzeuge unverändert eingesetzt werden können. Einzige Bedingung ist eine Systemkonformität für die drei zusammen wirkenden Elemente Pressfitting, Dichtelement und Leitungsrohr, da bei einer Mischung mit Elementen aus anderen Systemen die vorteilhafte Spaltbildung nicht gewährleistet werden kann. This pipe connection can be used for all press fitting types made of metal, be it from Koh steel, stainless steel, copper, copper alloys, brass or titanium. An advantage of proposed pipe joint is to be seen in the fact that, with the exception of the Sealing element on the basic design of the other elements nothing needs to be changed and also the pressing tools in large numbers on the market unchanged can be used. The only condition is system conformity for the three interacting elements press fitting, sealing element and conduit, since one Mixing with elements from other systems does not result in the advantageous gap formation can be guaranteed.
Vorzugsweise kommt im montierten Zustand das Dichtelement an der Innenwandung der Ringwulst mindestens an zwei Umfangsstellen berührend zur Anlage, und zwischen Dicht element und Außenfläche Leitungsrohr wird der Spalt gebildet. Versuche haben ergeben, dass das Volumen der Ausbauchung im Vergleich zum idealen Kreisquerschnitt mindes tens so groß sein muss wie das zum Kreisquerschnitt fehlende Volumen der Ausnehmung. Vorzugsweise ist das Volumen der Ausbauchung mindestens 5% größer als das der Aus nehmung.Preferably, the sealing element on the inner wall of the comes in the assembled state Ring bead touching the system at least at two circumferential points, and between the seals element and outer surface of the conduit, the gap is formed. Experiments have shown that the volume of the bulge compared to the ideal circular cross-section is at least must be at least as large as the volume of the recess that is missing for the circular cross section. The volume of the bulge is preferably at least 5% greater than that of the bulge perception.
Als günstige Form für den abweichenden Querschnitt hat sich ein Profil herausgestellt, das einem etwas plattgedrückten Schlauch ähnlich ist, wobei die plattgedrückte Seite dem Lei tungsrohr zugewandt ist.A profile has proven to be a favorable form for the deviating cross-section: is similar to a somewhat flattened hose, the flattened side of the Lei is facing pipe.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfol genden Beschreibung von in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:Further features, advantages and details of the invention result from the following ing description of embodiments shown in a drawing. It demonstrate:
Fig. 1 halbseitigen Längsschnitt einer Rohrverbindung im montierten Zustand vor der Verpressung mit Spaltbildung am Leitungsrohr Fig. 1 half-sided longitudinal section of a pipe connection in the assembled state before pressing with gap formation on the conduit
Fig. 2 in vergrößerter Darstellung den Ringwulstbereich Fig. 2 in an enlarged view of the ring bead area
Fig. 3 wie Fig. 2 aber nach der Verpressung Fig. 3 as in FIG. 2 but after compression
Fig. 4 wie Fig. 1 aber eine andere Ausführungsform des Pressfittings Fig. 4 as Fig. 1 but another embodiment of the press fitting
Fig. 5a das Dichtelement in der Draufsicht Fig. 5a, the sealing element in plan view
Fig. 5b einen Schnitt in Richtung A-B in Fig. 5a Fig. 5b shows a section in the direction AB in Fig. 5a
Fig. 5c das Detail Z in Fig. 5b Fig. 5c the detail Z in Fig. 5b
Fig. 1 zeigt in einem Längsschnitt eine erfindungsgemäß ausgebildete Rohrverbindung im montierten Zustand vor der Verpressung. Die hier dargestellte Rohrverbindung besteht aus einem Pressfitting 1, dessen stirnseitiges Ende eine Ringwulst 2 mit einem darin einlegba ren erfindungsgemäß ausgebildeten Dichtelement 3 aufweist. Fig. 1 shows a longitudinal section of a pipe connection according to the invention in the assembled state before the pressing. The pipe connection shown here consists of a press fitting 1 , the end face of which has an annular bead 2 with a sealing element 3 designed therein according to the invention.
In den Pressfitting 1 eingeschoben ist ein glattendiges Leitungsrohr 4, dessen Einschub richtung 5 durch einen Pfeil gekennzeichnet ist. In Einschubrichtung 5 gesehen schließt sich an die Ringwulst 2 mit einem schrägen Übergang 6 ein zylindrisch ausgebildeter Abschnitt 7 an. Dieser geht mit einem Absatz 8 über in einen zweiten zylindrisch ausgebildeten Abschnitt 9, dessen Innendurchmesser 10 geringer ist als der Innen durchmesser 11 des ersten zylindrischen Abschnittes 9. Am Absatz 8 kommt auf der Innenseite das eingeschobene Leitungsrohr 4 zur Anlage. Entgegengesetzt zur Einschubrichtung 5 geht in diesem Ausführungsbeispiel die Ringwulst 2 über in ei nen stirnseitigen Bereich 12, dessen Schenkel nahezu senkrecht liegt zur Achse 13 des Leitungsrohres 4.Inserted into the press fitting 1 is a smooth-ended conduit 4 , the insertion direction 5 of which is indicated by an arrow. Viewed in the direction of insertion 5 , a cylindrical section 7 adjoins the annular bead 2 with an oblique transition 6 . This merges with a shoulder 8 into a second cylindrical section 9 , the inside diameter 10 of which is smaller than the inside diameter 11 of the first cylindrical section 9 . At paragraph 8 , the inserted pipe 4 comes to rest on the inside. Contrary to the direction of insertion 5 , in this exemplary embodiment the annular bead 2 passes into an end region 12 , the leg of which is almost perpendicular to the axis 13 of the conduit 4 .
Fig. 2 zeigt in einer vergrößerten Darstellung den Bereich der Ringwulst 2, so dass man leichter als in Fig. 1 die erfindungsgemäße Ausbildung erkennen kann. Im montierten Zustand aber vor der Verpressung kommt das eingelegte Dichtele ment 3 an der Innenwandung 14 der Ringwulst 2 mindestens an zwei Umfangs stellen zur Anlage, im Extremfall nur berührend, im Regelfall unter leichter Vorspan nung. Das eingeschobene Leitungsrohr 4 weist in Bezug auf den Pressfitting 1 und das Dichtelement 3 einen Außendurchmesser 15 auf, der auch unter Berücksich tigung der Fertigungstoleranzen für Pressfitting 1, Dichtelement 3 und Leitungs rohr 4 immer geringer ist als der Innendurchmesser 16 des eingelegten Dichtele mentes 3. Dadurch wird sichergestellt, dass zwischen der Außenfläche 17 des Lei tungsrohres 4 und dem Dichtelement 3 sich ein Spalt 18 bildet. Dieser Spalt 18 ist die bewusst erzeugte Leckagestelle für das abzudichtende Medium, so dass die Druckprobe bei Nichtverpressung dieser Rohrverbindungsstelle negativ ausfallen würde. Erst nach der Verpressung kommt das Dichtelement 3 unter Vorspannung auch an der Außenfläche 17 des Leitungsrohres 4 abdichtend zur Anlage (Fig. 3). FIG. 2 shows an enlarged representation of the area of the annular bead 2 , so that the design according to the invention can be seen more easily than in FIG . In the assembled state but before the pressing, the inserted sealing element 3 comes into contact with the inner wall 14 of the annular bead 2 at least on two circumferences, in extreme cases only touching, as a rule with slight preload. The inserted conduit 4 has an outer diameter 15 with respect to the press fitting 1 and the sealing element 3 , which, taking into account the manufacturing tolerances for press fitting 1 , the sealing element 3 and the conduit 4, is always smaller than the inner diameter 16 of the inserted sealing element 3 . This ensures that between the outer surface 17 of the Lei pipe 4 and the sealing element 3 , a gap 18 is formed. This gap 18 is the deliberately created leakage point for the medium to be sealed, so that the pressure test would be negative if this pipe connection point were not pressed. Only after the pressing, the sealing element 3 comes to bear sealingly against the outer surface 17 of the conduit 4 ( FIG. 3).
Fig. 4 zeigt in einem gleichen Längsschnitt wie Fig. 1 eine zweite Ausführungs form eines Pressfittings 19 mit gleicher Spaltbildung, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet worden sind. Bei dieser Ausführungsform weist der Pressfitting 19 zusätzlich einen dritten zylindrisch ausgebildeten Abschnitt 7b auf, der der Einschubrichtung 5 zugewandt ist. Außerdem weist die Ringwulst 2 zwei daran anschließende schräge Übergänge 6a, 6b auf. Fig. 4 shows in a same longitudinal section as Fig. 1, a second embodiment of a press fitting 19 with the same gap formation, the same reference numerals have been used for the same parts. In this embodiment, the press fitting 19 additionally has a third, cylindrical section 7 b which faces the insertion direction 5 . In addition, the annular bead 2 has two adjoining oblique transitions 6 a, 6 b.
Auch bei dieser Ausführungsform kommt im montierten Zustand aber vor der Ver pressung das eingelegte Dichtelement 3 an der Innenwandung 14 der Ringwulst 2 zumindest berührend zur Anlage, im Regelfall unter leichter Vorspannung. Die Bil dung eines Spaltes 18 erfolgt unter den gleichen Bedingungen wie zuvor in Fig. 2 in Detail erläutert.In this embodiment, too, the inserted sealing element 3 comes into contact with the inner wall 14 of the annular bead 2, at least touching, in the assembled state, before pressing, as a rule with slight prestress. The formation of a gap 18 takes place under the same conditions as previously explained in detail in FIG. 2.
In Fig. 5a bis 5c ist in einer Draufsicht, in einem Schnitt und in einer vergrößerten Darstellung das erfindungsgemäß ausgebildete Dichtelement 3 dargestellt. Wie in Fig. 5c zu erkennen ist, ähnelt der vom Kreisquerschnitt abweichende Querschnitt einem etwas plattgedrückten Schlauch. Der Querschnitt ist gekennzeichnet durch vier sektorale Abschnitt I bis IV, wobei die Abschnitte II und III zweifach spiegelbild lich sind.In Fig. 5a to 5c is shown in the present invention shaped sealing element 3 in a plan view, in a section and in an enlarged view. As can be seen in FIG. 5c, the cross section deviating from the circular cross section resembles a somewhat flattened hose. The cross section is characterized by four sectoral sections I to IV, with sections II and III being double mirror images.
Der erste sektorale Abschnitt I liegt oberhalb der horizontalen Mittelachse 20 und symmetrisch zur senkrechten Mittelachse 21 mit einer kreisförmigen Kontur, deren Mittelpunkt M gleich ist dem Mittelpunkt des Dichtelementes 3. Der erste sektorale Abschnitt I weist einen Radius R auf. An diesen ersten sektoralen Abschnitt I schließt sich rechts und links je ein im Bereich der horizontalen Mittelachse 20 liegender kreisförmiger sektoraler Abschnitt II an. Der Mittelpunkt M1 liegt zweifach versetzt zum Mittelpunkt M des Dichtelementes und der Radius R1 ist größer als der Radius R des ersten sektoralen Abschnittes I. Unterhalb der horizontalen Mittel achse 20 wird der Querschnitt gebildet durch ebenfalls zwei rechts und links lie gende sektorale Abschnitte III mit kreisförmiger Kontur deren Mittelpunkte M2 ebenfalls zweifach versetzt zum Mittelpunkt M des Dichtelementes 3 liegen und deren Radius R2 kleiner ist als der Radius R des ersten sektoralen Abschnittes I. The first sectoral section I lies above the horizontal central axis 20 and symmetrically to the vertical central axis 21 with a circular contour, the center M of which is equal to the center of the sealing element 3 . The first sectoral section I has a radius R. This first sectoral section I is adjoined on the right and left by a circular sectoral section II lying in the region of the horizontal central axis 20 . The center point M1 is offset twice from the center point M of the sealing element and the radius R1 is larger than the radius R of the first sectoral section I. Below the horizontal central axis 20 , the cross section is formed by two right and left lying sectoral sections III with circular Contour whose center points M2 are also offset twice from the center point M of the sealing element 3 and whose radius R2 is smaller than the radius R of the first sectoral section I.
Ein symmetrisch zur vertikalen Mittelachse 21 liegender sektoraler Abschnitt IV mit gerader Kontur bildet den unteren Abschluss. Alle sektoralen Abschnitte I bis IV gehen tangential ineinander über.A sectoral section IV lying symmetrically to the vertical central axis 21 with a straight contour forms the lower end. All sectoral sections I to IV merge tangentially.
Um die Abweichung vom Kreisquerschnitt zu verdeutlichen, ist in Fig. 5c mit ge strichelten Linien der ideale Kreisquerschnitt in den Querschnitt des Dichtelemen tes 3 eingezeichnet worden. Man kann nunmehr die Bereiche der Ausbauchung 22, 22' und den Bereich der Ausnehmung 23 gut erkennen. In order to illustrate the deviation from the circular cross section, the ideal circular cross section has been drawn in the cross section of the sealing element 3 in FIG. 5c with dashed lines. The areas of the bulge 22 , 22 'and the area of the recess 23 can now be clearly seen.
11
Pressfitting
Press fitting
22
Ringwulst
torus
33
Dichtelement
sealing element
44
Leitungsrohr
Pipeline
55
Einschubrichtung
insertion direction
66
, .
66
a, a,
66
b schräger Übergang
b oblique transition
77
, .
77
a erster zylindrisch ausgebildeter Abschnitt
a first cylindrical section
77
b dritter zylindrisch ausgebildeter Abschnitt
b third cylindrical section
88th
Absatz
paragraph
99
zweiter zylindrisch ausgebildeter Abschnitt
second cylindrical section
1010
Innendurchmesser zweiter Abschnitt
Inner diameter of the second section
1111
Innendurchmesser erster Abschnitt
Inside diameter of the first section
1212
stirnseitiger Bereich der Ringwulst
frontal area of the ring bulge
1313
Achse Leitungsrohr
Axle conduit
1414
Innenwandung Ringwulst
Inner wall of ring bead
1515
Außendurchmesser Leitungsrohr
Outside pipe diameter
1616
Innendurchmesser Dichtelement
Inner diameter of the sealing element
1717
Außenfläche Leitungsrohr
Outer surface of conduit
1818
Spalt
gap
1919
Pressfitting
Press fitting
2020
horizontale Mittelachse Dichtelement
horizontal central axis sealing element
2121
senkrechte Mittelachse Dichtelement
R, M Radius, Mittelpunkt erster sektoraler Abschnitt I
R1, M1 Radius, Mittelpunkt zweiter sektoraler Abschnitt II
R2, M2 Radius, Mittelpunkt dritter sektoraler Abschnitt III
vertical central axis sealing element
R, M radius, center point of first sectoral section I
R1, M1 radius, center point of second sectoral section II
R2, M2 radius, center of third sectoral section III
2222
, .
2222
' Bereiche Ausbauchung
'' Bulging areas
2323
Bereich Ausnehmung
Recess area
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