DE102004061159B4

DE102004061159B4 - Klemmringverschraubung

Info

Publication number: DE102004061159B4
Application number: DE200410061159
Authority: DE
Inventors: Juergen Schmidkowski
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-12-16
Filing date: 2004-12-16
Publication date: 2008-01-31
Anticipated expiration: 2024-12-17
Also published as: DE102004061159A1

Abstract

Klemmringverschraubung (10, 11) für die Verbindung von Fluidrohren (12) untereinander oder mit einem Grundkörper (44) einer Armatur, zum Beispiel einer Absperrarmatur, mit einer als Überwurfmutter (14, 52) dienenden Gewindehülse mit einem Innenkonus (18) und einem hieran anschließenden Innengewinde (20) und einem im Inneren (16) der Gewindehülse (14) angeordneten Dichtring (38), der mit dem Fluidrohr (12) zusammenarbeitet, welches er umgreift, wobei der Dichtring (38) aus elastischem Material gebildet ist, zusätzlich zum Dichtring (38) ein Klemmring (24), der auf seiner Innenfläche mit wenigstens zwei Ringnuten (25) versehen ist, sowie ein Gleitring (28) vorgesehen sind, welche ebenfalls das Fluidrohr (12) umfassen und mit dem Dichtring (38) zusammenarbeiten, wobei im Inneren der Gewindehülse (14) zusätzlich ein Quetschring (30) vorgesehen ist, der mit dem Innenkonus (18) der Gewindehülse (14) und einer ebenfalls darin angeordneten Distanzhülse (32) zusammenarbeitet, dass die Distanzhülse (32) einen Innenkonus (34) aufweist, der im montierten Zustand zum Quetschring (30) hin wie auch...

Description

Die Erfindung betrifft eine Klemmringverschraubung für die Verbindung von Fluidrohren untereinander oder mit einem Grundkörper einer Armatur, zum Beispiel einer Absperrarmatur, sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Klemmringverschraubungen für die Verbindung von Fluidrohren untereinander oder mit Armaturen sind als so genannte Schneidringverschraubungen bereits bekannt. Hierbei wird auf das zu verbindende Rohrende eine erste Gewindehülse aufgeschoben, deren Innenraum bereichsweise konisch gestaltet und zum Ende hin mit einem Innengewinde versehen ist, welches dem Rohrende zugewandt ist. Diese erste Gewindehülse dient zur Schraubverbindung mit einer auf das Rohrende des gegenüberliegenden Rohres aufgeschobenen zweiten Gewindehülse mit zu dem Rohrende weisenden kompatiblen Außengewinde beziehungsweise mit einem entsprechenden, an der betreffenden Armatur angeformten Stutzen mit Außengewinde vorgesehen ist.
Vor der Verschraubung wird in die das Rohr umfassende erste Gewindehülse ein so genannter Schneidring mit wenigstens einer umlaufenden radialen Kante eingeführt, der beim Aufschrauben der als Überwurfmutter dienenden Gewindehülse auf das jeweilige Gegenstück, Außengewindehülse oder Außengewindestutzen, von dem Innenkonus der ersten Gewindehülse radial zum Rohr hin beaufschlagt wird und sich infolgedessen in die Rohrwandung eindrückt, so dass er am gesamten Umfang des Rohres formschlüssig in eine so gebildete Ringkerbe greift und hierdurch eine axiale Sicherung des Rohres bewirkt. Die auf diese Art fertig gestellte Schraubverbindung weist hierdurch eine hohe Dichtigkeit und Druckfestigkeit auf, weshalb diese Art der Rohrverbindung weitverbreitet ist.
Nachteilig bei dieser Verbindungsart ist zum einen der Umstand, dass bei einer derartigen Verbindung der Schneidring dauerhaft, das heißt unlösbar, mit dem betreffenden Rohr verbunden ist. Zum anderen kann die herstellungs- und funktionsbedingte Ringkerbe bei kerbempfindlichen und/oder spröden Werkstoffen sich ungünstig auf das Bauteilverhalten auswirken und gegebenenfalls zur unerwünschten Schädigung, zum Beispiel Rissbildung, führen.
Um hier abzuhelfen, wurden Klemmverschraubungen entwickelt, welche nur mittels am Rohr anliegender elastischer Elemente eine ausreichende Abdichtung wie auch Haltekraft gewährleisten.
Eine derartige Rohrverbindung mittels Klemmwirkung ist aus der EP 951 281 B1 bekannt, die sich insbesondere auf Kunststoffrohrverbindungen bezieht. Diese Rohrverbindung besteht im wesentlichen aus zwei zylindrischen Verbindungseinheiten, die teilweise koaxial in einander greifen und hierbei auf einen zwischengefügten O-Ring wirken, der sich durch axiale Verlagerung der ihn beiderseits sowie an seinem Außenumfang einfassenden Verbindungseinheiten sich radial nach innen gegen das zu verbindende Rohr verformt, um so eine ausreichende Abdichtung und Haltekraft erzeugen.
Eine weitere, aus der DE 102 06 684 A1 bekannte Klemmverschraubung zum Festlegen eines Rohres weist eine Schraubenmutter, einen Spannring sowie einen Klemmabschnitt auf, wobei zwei einander gegenüberliegende Steuerkurven, die beim Verschrauben des Spannringes mit der Schraubenmutter aufeinander zu bewegt werden, vorgesehen sind, um an Führungsflächen des Klemmabschnittes, die den Steuerkurven jeweils zugeordnet sind, anzugreifen und so diesen radial einwärts zu deformieren, um das Rohr festzuklemmen.
Zwar ist beiden aufgezeigten Klemmverschraubungen zu eigen, dass sie nur wenige Einzelteile aufweisen und somit leicht herstellbar sind. Von Nachteil aber ist bei beiden bekannten Klemmverschraubungen die vergleichsweise geringe Haltekraft beziehungsweise der übermäßige Raumbedarf.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Klemmringverschraubung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche unter Vermeidung einer Kerbwirkung eine jederzeit mögliche Demontage erlaubt, wobei die erforderliche Dichtheit der Verschraubung sowie die sichere axiale Positionierung gewährleistet sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Demgemäß ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Dichtring aus elastischem Material gebildet ist, dass zusätzlich zum Dichtring ein Klemmring sowie ein Gleitring vorgesehen sind, welche ebenfalls das Fluidrohr umfassen und mit dem Dichtring zusammenarbeiten, indem beim Festschrauben der als Überwurfmutter gestalteten Gewindehülse deren Innenkonus den Klemmring gegen den vorzugsweise als flachen Radialring ausgebildeten Gleitring gegen den Dichtring beaufschlagt, der sich seinerseits an der Stirnfläche des Gegenstücks für die Gewindehülse, zum Beispiel ein zur Verschraubung dienender an einer Armatur angeformter Stutzen, abstützt.
In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung besteht der Dichtring aus elastischem Werkstoff, vorzugsweise aus PTFE. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Dichtring als O-Ring ausgebildet.
Gemäß einer weiteren Verbesserung der Erfindung ist der Klemmring mit einem axialen Schlitz versehen ist, so dass sein Durchmesser unter Belastung veränderbar ist.
Außerdem erweist es sich als vorteilhaft, dass der Klemmring gemäß einer weiteren Ausgestaltung auf seiner Innenfläche mit wenigstens zwei Ringnuten versehen ist, welche insbesondere dazu dienen, die beim Festschrauben der Überwurfmutter infolge des Innenkonus erzeugte Flächenpressung des Klemmrings auf der Fluidrohroberfläche zu erhöhen und so dessen Anpressdruck gegen das Rohr zu verstärken, ohne jedoch hierdurch eine mechanische Schädigung des Rohres, zum Beispiel eine Kerbe, zu verursachen. Hierdurch wird eine verbesserte Fixierung der Klemmringverschraubung am Fluidrohr bewirkt und damit eine größere Sicherheit gegen axial auf das Rohr wirkende Kräfte, um dessen Lösen aus der Verschraubung zu verhindern.
Eine weitere Verbesserung der erfindungsgemäßen Klemmringverschraubung ist dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren der Gewindehülse zusätzlich ein Quetschring vorgesehen ist, der mit dem Innenkonus der Gewindehülse und einer ebenfalls darin angeordneten Distanzhülse zusammenarbeitet, welche beide das hiervon umfasste Fluidrohr zusätzlich axial fixieren, ohne hierdurch eine mechanische Beschädigung hervorzurufen.
Vorteilhafterweise besteht der Quetschring aus elastischem Werkstoff, vorzugsweise aus PTFE. Insbesondere erweist es sich als zweckmäßig, dass der Quetschring als O-Ring ausgebildet ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klemmringverschraubung ist die Distanzhülse sowohl zum Quetschring als auch zum Fluidrohr hin konisch geformt, wobei die Distanzhülse vorzugsweise aus dem gleichen Werkstoff wie die Gewindehülse besteht.
Eine vorteilhafte Weiterbildung ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzhülse an ihrem dem Rohrende zugewandten Ende mit einer Ringnut versehen ist, welche zur Aufnahme des Dichtringes dient.
Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Klemmringverschraubung sieht einen ebenfalls das Fluidrohr umfassenden Haltering vor, welcher die in das Innere der Gewindehülse eingebrachten Ringe beziehungsweise Distanzhülse darin vor und bei der Montage der Klemmringverschraubung gegen Herausgleiten sichert.
Auch hier erweist es sich als vorteilhaft, dass in Weiterbildung der Erfindung der Haltering aus elastischem Werkstoff besteht und vorzugsweise als O-Ring ausgebildet ist.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Gewindehülse als Langmutter gestaltet und an einem Ende mit einer zwischen Innenkonus und dem Innengewinde eingeformten Ringnut versehen. Dabei kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die zwischen Innenkonus und dem Innengewinde eingeformte Ringnut zur Aufnahme des Halteringes dient.
Gemäß einer Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Klemmringverschraubung ist die Gewindehülse zumindest partiell auf ihrer Außenfläche als Sechskant geformt.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltungen der Erfindung ist die Gewindehülse zumindest partiell auf ihrer Außenfläche mit einer griffsicheren Riffelung versehen, welche ein Abrutschen beim Anziehen der Verschraubung, insbesondere von Hand, verhindert.
Der auffälligste Vorteil der erfindungsgemäßen Klemmringverschraubung beruht darauf, dass hierbei ein Einstecken des jeweiligen Fluidrohres in das jeweilige Gegenstück, zum Beispiel ein Stutzen einer Armatur, wie es bisher allgemein üblich ist, entfällt. Hierdurch ist ein vereinfachtes Arbeiten gewährleistet, da die ansonsten hierdurch bedingten Anpassungsarbeiten entfallen.
Statt dessen liegen die Rohrenden der zu verbindenden Rohre beziehungsweise Rohre mit Stutzen jeweils stirnseitig stumpf aneinander an und werden von der diese Fügestelle übergreifenden erfindungsgemäßen Klemmringverschraubung fluiddicht überdeckt.
Die Gewindehülsen wie auch die jeweiligen Gegenstücke besitzen standardisierte Gewinde, so dass die Herstellung der gewünschten Schraubverbindung vom tatsächlichen Rohrdurchmesser nicht beeinträchtigt wird. Sollte tatsächlich in einem Einzel fall eine Durchmesserabweichung auftreten, die das bisher vorgesehene Einstecken in die dafür vorgesehene Aufnahmeöffnung des betreffenden Stutzens verhindern oder zumindest erschweren und somit verzögern würde, so bereitet dies bei der vorliegenden Erfindung keinerlei Probleme, da die vorgesehenen Dichtungselemente ausreichend toleriert sind, um derartige Abweichungen bei gleichzeitig gewährleisteter Dichtigkeit zu erlauben.
Ein weiterer grundlegender Vorteil der erfindungsgemäßen Klemmringverschraubung beruht auf der diese Erfindung auszeichnenden Klemmverbindung zwischen dem betreffenden Rohr und der zugeordneten Verschraubung. Wie bereits ausgeführt, erfolgt die Fixierung der erfindungsgemäßen Klemmringverschraubung nicht formschlüssig, wie zum Beispiel bei einer Schneidringverbindung, bei welcher die Rohrwandung eine umlaufende Einkerbung erfährt, an deren Flanke sich der Schneidring abstützt, sondern ausschließlich über kraftschlüssigen Kontakt infolge der von dem Klemmring in Verbindung mit dem Quetschring ausgehenden Beaufschlagung des Rohres. Mit Hilfe des an der Stirnfläche des Gegenstücks anliegenden Dichtrings wird die gewünschte Dichtheit der Verbindung gewährleistet.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann die auch als Konusring bezeichnete Distanzhülse mit einem Außengewinde versehen sein, das dem Innengewinde der Gewindehülse entspricht. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass der Konusring, sobald er über das Gewinde der Gewindehülse hinaus in die Hülse hinein geschraubt wird, nicht wieder aus der Gewindehülse herausrutschen kann. Vielmehr hält der Konusring in der jeweils erreichten Endposition die Innenteile der Klemmverschraubung in der Gewindehülse fest, wodurch auch diese Teile nicht wieder aus der Gewindehülse herausrutschen können. Der 0-Ring ist hierbei so ausgeführt, dass sein Innendurchmesser etwas kleiner als der Rohraußendurchmesser ist. In dieser Zusammenfügung hält der 0-Ring die gesamte Einheit der Klemmverschraubung beim Einbau auf dem freiliegenden Rohrende fest und verhindert, dass die Einheit vor dem Verschrauben mit dem jeweiligen Gegenstück vom Rohrende abrutschen kann. Der besondere Vorteil dieser Ausgestaltung der Klemmverschraubung liegt darin, dass die Montage bei einem senkrecht liegenden Rohrende, dessen freies Ende nach unten weist, erleichtert wird, da die Klemmverschraubung bei Einsetzen des Gegenstücks nunmehr nicht mit einer Hand festgehalten werden muß.
Der für diese Ausgestaltung vorgesehene Konusring besitzt ferner eine besondere Form, indem das zum 0-Ring ausgerichtete Ende des Konusringes eine Nase bildet, die über den 0-Ring hinüberreicht. Die Nase ist hierbei so lang ausgebildet, dass sie ferner auch über den Gleitring hinausreicht. Der besondere Vorteil dieser Konstruktion ist darin begründet, dass die Innenteile der Klemmringverschraubung durch die Nase des Konusringes miteinander fixiert werden. Hierdurch wird vorteilhaft das Aufschieben auf das Rohrende erleichtert, da die Teile beim Einbau innerhalb der Gewindehülse nicht verrutschen können,
Vorteilhaft ist ferner das Zusammenwirken zwischen Konusring und Gleitring dergestalt, dass beim Anziehen der Klemmringverschraubung der 0-Ring wie mit einer Zange fest auf das Rohr gepreßt wird, wodurch die Dichtwirkung des 0-Ringes zusätzlich verbessert wird.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung des Klemmringes kann dieser auf der Innenseite, das heißt auf der dem Rohr zugewandten Seite, einen Gewindeschnitt aufweisen, der hinsichtlich seiner Steigung der Gewindesteigung der Gewindemuffe entspricht. Dies wirkt sich beim Festziehen der Klemmringverschraubung auf dem Rohr vorteilhaft dadurch aus, dass der Klemmring beim Aufschrauben der Gewindehülse auf das Gegenstück in der selben Geschwindigkeit wie dieses auf dem Rohr „wandern" kann, sobald beim Festziehen die Reibungskräfte zwischen Gewindehülse und Klemmring stark ansteigen. Dies bewirkt in vorteilhafter Weise, dass die Torsionskräfte, die durch das Aufschrauben der Gewindehülse auf das Gegenstück entstehen, minimiert werden und somit ein Verdrehen des Rohres um die Längsachse verhindert wird. Zugleich bewirkt das Innengewinde des Klemmringes einen hohen Flächendruck des Klemmringes auf das Rohr, wodurch der Halt der Klemmringverschraubung auf dem Rohr erhöht wird.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verfahrensweise anzugeben, um eine Klemmringverschraubung der eingangs genannten Art herzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 18. Demgemäß ist erfindungsgemäß das Verfahren zur Herstellung einer Rohrverbindung mit einer Klemmringverschraubung der zuvor beschriebenen Art dadurch gekennzeichnet, dass zunächst die komplette Klemmringverschraubung auf das betreffende Rohr aufgeschoben wird. Als nächstes wird dann das Rohrende an dem zu verbindenden Gegenstück positioniert. Damit die Überwurfmutter greifen kann. Anschließend wird das Innengewinde der Gewindehülse auf das Außengewinde des Stutzen des Gegenstücks, zum Beispiel einer Armatur, aufgeschraubt und zunächst locker angezogen. Hierdurch wird der zunächst lose das Rohr umgreifende Klemmring von dem Innenkonus der Gewindehülse gleichzeitig gegen das Fluidrohr und gegen den Gleitring beaufschlagt, der seinerseits den Dichtring gegen den Stutzen presst, wodurch die Fluiddichtigkeit im verschraubten Zustand hergestellt wird.
Gemäß einer Verfahrensvariante mit einer zusätzlich ausgestatteten Klemmringverschraubung, wie zuvor detailliert erläutert, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der die Fixierung am Rohr bewirkende Quetschring durch den Gleitring vom Klemmring getrennt und hierdurch vor Beschädigung durch den Klemmring bei dessen radialer Beaufschlagung geschützt wird.
Gemäß einer Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Klemmringverschraubung mit einer Distanzhülse ist ein hierauf angepasstes Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass beim Anziehen der Gewindehülse auf das Gegenstück die Distanzhülse gegen den Dichtring beaufschlagt wird, der seinerseits von dem Gegenstück gestützt wird.
Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sowie besondere Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Anhand eines in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sowie besondere Vorteile der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klemmringverschraubung, bei welcher die verwendeten Einzelteile axial hintereinander angeordnet sind;
2 einen Längsschnitt durch eine solche Klemmringverschraubung im montierten Zustand;
3 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klemmringverschraubung, bei welcher die verwendeten Einzelteile ebenfalls axial hintereinander angeordnet sind, vorgesehen zur Verbindung mit einem Stutzen eines Grundkörpers, zum Beispiel einer Armatur;
4 die Seitenansicht einer Überwurfmutter einer Variante der erfindungsgemäßen Klemmverschraubung;
5 eine Stirnansicht auf die Überwurfmutter gemäß 4 mit Einblick in deren Innenraum;
6 einen Längsschnitt entlang Schnittlinie A-A gemäß 5;
7 Detail B gemäß der Darstellung gemäß 6
9 einen Längsschnitt entlang Schnittlinie D-D gemäß 5; 9 Detail C gemäß der Darstellung gemäß 6;
10 eine isometrische Ansicht der Überwurfmutter gemäß 4 (Rohrseite) und
11 eine isometrische Ansicht der Überwurfmutter gemäß 4 (Anschlussseite).
In 1 ist ein Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klemmringverschraubung 10 dargestellt, wobei zur gleichzeitigen Veranschaulichung der Funktion die jeweiligen Einzelteile der erfindungsgemäßen Klemmringverschraubung 10 axial hintereinander auf einem Rohr 12 angeordnet sind.
Die erfindungsgemäße Klemmringverschraubung 10 besitzt eine als Überwurfmutter 14 ausgebildete Gewindehülse, welche ausgehend von einer ersten Stirnseite 15 in ihrem Inneren eine durchgehende Ausnehmung 16 aufweist, welche zu etwa 3/4 der Länge der Überwurfmutter als Kreiszylinder gestaltet ist und dann in einen Konus 18 übergeht, dessen axiale Erstreckung etwa 1/4 der Länge der Überwurfmutter 14 beträgt und der sich bis zur gegenüberliegenden Stirnseite erstreckt.
Im gezeigten Beispiel ist der größte Innendurchmesser des Konus 18 gegenüber dem Durchmesser der kreiszylindrischen Ausnehmung 16 stufenförmig abgesetzt. Die hierdurch bewirkte Konizität mit geringerem Durchmesser wird, wie nachfolgend ausführlich erläutert, genutzt zur Fixierung der erfindungsgemäßen Klemmringverschraubung 10 auf dem Rohr 12.
Von der ersten Stirnseite ausgehend ist die kreiszylindrische Ausnehmung 16 auf einer Länge von etwa 1/3 der Länge der Überwurfmutter 14 mit einem Innengewinde 20 versehen, an welches eine in die Innenwandung eingeformte Ringnut 22 anschließt. An die Ringnut 20 schließt sich die kreiszylindrische Ausnehmung 16 um etwa 1/3 der gesamten Länge der Überwurfmutter 14 fort, wo sich dann der Konus 18 anschließt.
Nächst der Überwurfmutter 14 ist ein so bezeichneter Klemmring 24 angeordnet, welcher wie mit der Bezeichnung bereits angedeutet, zur Fixierung der Klemmringverschraubung 10 auf dem Rohr 12 dient. Zu diesem Zweck ist der Klemmring 24 als Zylinderhülse mit einem dem vorgesehenen Rohraußendurchmesser entsprechenden kreiszylindrischem Innendurchmesser und einer konischen Außenoberfläche gestaltet.
In die Innenoberfläche des Klemmrings 24 sind Ringnuten 25 eingeformt, so daß schmale Ringstege 26 stehenbleiben, welche im praktischen Einsatz der Klemmringverschraubung 10 an der Umfangsfläche des jeweiligen Rohres 12 anliegen und so eine größere Flächenpressung bewirken als bei planer, das heißt gleichbleibend zylindrischer, Innenoberfläche des Klemmrings 24.
Ferner weist der Klemmring 24 einen durchgehenden Längsschlitz 27 auf, welcher die Veränderbarkeit seines Innen- wie Außendurchmessers gewährleistet, wenn er, wie bestimmungsgemäß vorgesehen, in Kontakt mit dem Innenkonus 18 der Überwurfmutter 14 hiervon beaufschlagt ist.
Auf den Klemmring 24 folgt bei der Montage der erfindungsgemäßen Klemmringverschraubung 10 ein Gleitring 28, welcher im wesentlichen als nahezu ebene Ringscheibe ausgebildet ist und dazu dient, den Klemmring 24 von einem axial benachbart angeordneten Quetschring 30 räumlich zu trennen, damit die radialen Kräfte, die beim Zusammenziehen des Schlitzes 26 im Klemmring 24 entstehen, nicht zu einer Beschädigung oder Beeinträchtigung des Quetschringes 30 führen und der Klemmring 24 sich beim Zusammenziehen frei bewegen kann.
Axial dem Quetschring 30 benachbart ist ein als Distanzhülse 32 bezeichneter Formring, dessen axiale Erstreckung etwa das 1,5-fache seiner radialen Dicke beträgt. Er besitzt eine kreiszylindrische Außenoberfläche, in welche eine Ringnut 33 eingeformt ist, sowie einen sich zu einer Stirnseite hin öffnenden Innenkonus 34, der bezogen auf den Querschnitt des Formrings als Hypotenuse eines gleichschenkligen rechtwinkligen Dreiecks anzusehen ist, dessen Schenkel von der Ringdicke einerseits und dem entsprechenden axialen Abstand andererseits gebildet werden.
Dem Innenkonus 34 benachbart ist ferner eine weitere Ringnut 36, welche der äußeren Ringnut 33 radial gegenüberliegend in die Innenoberfläche der Distanzhülse 32 eingeformt ist.
Die Aufgabe der Distanzhülse 32 ist es beim Verschrauben der erfindungsgemäßen Klemmringverschraubung 10 die hierbei wirksamen Axialkräfte auf einen axial benachbart angeordneten Dichtring 38 zu leiten, der sich seinerseits an der Stirnfläche des jeweiligen Gegenstücks zur Klemmringverschraubung 10 abstützt, um so die geforderte Dichtigkeit herzustellen.
Dies wird bei der erfindungsgemäßen Klemmringverschraubung 10 dadurch bewirkt, daß ausgehend von dem Innenkonus 18 der Überwurfmutter 14 der hiervon beaufschlagte Klemmring 24 sich über den Gleitring 28, den Quetschring 30 und die Dis tanzhülse 32 an dem Dichtring 38 abstützt, der am hier nicht dargestellten Gegenstück anliegt.
Schließlich ist ein weiterer als Haltering 40 bezeichneter Ring vorgesehen, der als letztes Teil in den Innenraum 16 der Überwurfmutter 14 eingeführt wird und dessen wesentliche Funktion es ist, die vorstehend beschriebene Anordnung innerhalb der Überwurfmutter 14 insbesondere vor der Montage zu sichern, um so zu gewährleisten, daß keine der zur erfindungsgemäßen Klemmringverschraubung 10 erforderlichen Einzelteile abhanden kommen und somit eine Störung insbesondere hinsichtlich der Dichtigkeit einer hiermit geschaffenen Verbindung ausgeschlossen ist.
Ergänzend wird noch darauf hingewiesen, daß jeder zum Einsatz in der erfindungsgemäßen Klemmringverschraubung 10 vorgesehene Quetschring 28, Dichtring 38 und Haltering 40 bevorzugt als so genannte O-Ringe ausgebildet sind und aus ausreichend elastischem Werkstoff, vorzugsweise PTFE, bestehen.
In 2 ist die Anordnung gemäß 1 in kompakter einbaufertiger Form im Längsschnitt dargestellt, wobei die gleichen Bezugsziffern wie in 1 für entsprechenden Teile beziehungsweise Merkmale gelten.
In 3 ist eine ähnliche Anordnung der erfindungsgemäßen Klemmringverschraubung 10, wie sie in 1 gezeigt ist, dargestellt, wobei im Unterschied zu der in 1 gezeigten Darstellung bei der in 3 gezeigten Anordnung ein Gegenstück zur Verbindung zumindest angedeutet ist.
Hinsichtlich des Aufbaus der in 3 dargestellten Klemmringverschraubung 10 wird auf die Beschreibung zu 1 Bezug genommen, da hierzu bei der Anordnung gemäß 3 kein relevanter Unterschied besteht.
Lediglich an der Verbindungsstelle mit einem in 3 ebenfalls im Längsschnitt gezeigten Gegenstück 42, welches ein Anschlußstutzen eines nicht komplett dargestellten Grundkörpers 44 einer Armatur ist und eine in die kreisringförmige Stirnfläche 46 des Anschlußstutzens 42 stirnseitig eingeformte Ringnut 48 aufweist, ist ein zusätzli cher Dichtring 50 vorgesehen, der so eine verbesserte Abdichtung dieser Verbindung gewährleistet.
Die weiteren der Darstellung in 3 entnehmbaren Merkmale, insbesondere die den Anschlußstutzen 42 und den Grundkörper 44 betreffenden Einzelheiten sind für die hier beschriebene Erfindung nicht oder weniger von Bedeutung und sollen daher hier nicht näher beschrieben werden.
In 4 ist die Seitenansicht einer Überwurfmutter 52 in einer abgewandelten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klemmverschraubung 11 dargestellt. Diese Ausführungsform sieht an der Außenwandung angeformte Griffstege 54 vor, welche zur Mittelachse parallel verlaufen und dazu dienen, das Verschrauben der Überwurfmutter 52 von Hand zu erleichtern.
5 zeigt eine Stirnansicht auf die Überwurfmutter 52 gemäß 4, wobei der Einblick in deren Innenraum gewährt ist, in welchen bereits die komplette Dichtungsgarnitur eingesetzt ist. In dieser Ansicht sind sowohl die bereits erwähnten außen angeformten Stege 54 erkennbar, von denen einer als Einzelheit C in 9 in vergrößertem Maßstab gezeigt ist, als auch die Unterseite der bereits in den 1 und 2 gezeigten und erläuterten Distanzhülse 56, welche gemäß der hier gezeigten alternativen Ausführungsform mit gleichförmig am Innenumfang verteilt angeordneten Einformungen 58 versehen ist, von denen eine als Einzelheit B in 7 gezeigt ist.
Diese Einformungen 58 beziehungsweise die dazwischen verbleibenden Vorsprünge 59 bewirken einerseits ein erleichtertes Einsetzen des in der Schnittdarstellung in 6 gezeigten Dichtungs- oder Quetschringes 30 und andererseits eine Halterung für das sichere Verbleiben des Dichtungs- oder Quetschringes 30 in dieser Position während der Montage der Klemmverschraubung 11.
In 6 ist ein Längsschnitt entlang der Schnittlinie A-A gemäß 5 wiedergegeben, aus welchem die Position der Distanzhülse 56, des Dichtungs- oder Quetschringes 30, des Gleitringes 28 sowie des Klemmringes 24 innerhalb der als Gewindehülse ausgebildeten Überwurfmutter 52 hervorgeht.
Diese Darstellung entspricht weitgehend der in 2 gezeigten Ansicht mit dem Unterschied der unterschiedlichen Gestaltung der Distanzhülse 56, wobei der wesentliche Unterschied der Distanzhülse 56 gemäß 6 gegenüber der in 1 und 2 gezeigten Distanzhülse 32 in einem hier vorgesehenen, an das Innengewinde der Gewindehülse 52 angepaßten Außengewinde zu erkennen ist.
Hiermit ist die Möglichkeit geschaffen, die als Klemmringverschraubung 11 dienende Überwurfmutter 52 komplett mit allen erforderlichen Einzelteilen der „Innereien", wie Klemmring 24, Gleitring 28 sowie Quetschring 30, zu versehen und somit montagefertig zu bevorraten, ohne daß die Gefahr besteht, daß ein Einzelteil abhanden kommt und hierdurch die Funktion der Klemmringverschraubung 11 gefährdet. Die zuvor ausführlich beschriebene Gestaltung dieser erfindungsgemäßen Ausführungsvariante sichert einerseits den Verbleib der einmal in die Gewindehülse 52 eingesetzten „Innereien" durch Formschluß und bietet so andererseits eine einfache Handhabung.
In 7 ist das Detail B gemäß der Darstellung in 5 bezüglich der Einformungen 58 am Innenumfang der Distanzhülse 56 und der dazwischen verbleibenden Vorsprünge 59 in vergrößertem Maßstab gezeigt.
8 zeigt einen Längsschnitt entlang der Schnittlinie D-D gemäß 5. Dementsprechend ist nur eine Hälfte der alternativen Überwurfmutter 52 mit darin eingesetztem Klemmring 24, Gleitring 28, Dichtungs- oder Quetschring 30. Diese Darstellung entspricht weitgehend auch der in 6 gezeigten Anordnung.
Zusätzlich besitzt die für diese Ausgestaltung vorgesehene Distanzhülse 56 eine besondere Form, indem das zum Quetschring 30 weisende Ende der Distanzhülse 56 eine Nase 60 bildet, die den Quetschring 30 außen übergreift, das heißt axial über diesen hinüberreicht. Diese Nase 60 ist hierbei so lang ausgebildet, dass sie ferner auch über den Gleitring 28 hinausreicht. Der besondere Vorteil dieser Konstruktion ist darin begründet, dass die Innenteile der Klemmringverschraubung 11 durch die Nase 60 der Distanzhülse 56 miteinander fixiert werden.
In 9 ist das Detail C gemäß der Darstellung gemäß 6 in vergrößertem Maßstab gezeigt, wobei der Steg 54 radial an die Außenfläche mit kuppigem Querschnitt anschließt.
10 zeigt schließlich eine isometrische Ansicht der Überwurfmutter 52 gemäß 4 von der Rohrseite aus, das heißt von der zum Rohr hinweisenden Seite aus, während in 11 eine isometrische Ansicht der Überwurfmutter 52 gemäß 4 von der Anschlussseite her dargestellt ist.
Nachfolgend werden nochmals die besonderen Vorteile der erfindungsgemäßen Verschraubung hervorgehoben und erläutert.
Die Gewindehülsen 14, 52 wie auch die jeweiligen Gegenstücke besitzen standardisierte Gewinde, so dass die Herstellung der gewünschten Schraubverbindung vom tatsächlichen Rohrdurchmesser nicht beeinträchtigt wird. Sollte tatsächlich in einem Einzelfall eine Durchmesserabweichung auftreten, die das bisher vorgesehene Einstecken in die dafür vorgesehene Aufnahmeöffnung des jeweiligen Stutzens verhindern oder zumindest erschweren und somit verzögern sollte, so bereitet dies bei der vorliegenden Erfindung keinerlei Probleme, da die Toleranzen der erfindungsgemäß vorgesehenen Dichtungselemente ausreichend bemessen sind, um derartige Abweichungen bei gleichzeitig gewährleisteter Dichtigkeit zu erlauben.
Ein weiterer grundlegender Vorteil der erfindungsgemäßen Klemmringverschraubung beruht auf der diese Erfindung auszeichnenden Klemmverbindung zwischen dem betreffenden Rohr 12 und der zugeordneten Verschraubung 10, 11. Wie bereits ausgeführt, erfolgt die Fixierung der erfindungsgemäßen Klemmringverschraubung 10, 11 nicht formschlüssig, wie zum Beispiel bei einer Schneidringverbindung, bei welcher die Rohrwandung eine umlaufende Einkerbung erfährt, an deren Flanke sich der Schneidring abstützt, sondern ausschließlich über kraftschlüssigen Kontakt infolge der von dem Klemmring 24 in Verbindung mit dem Quetschring 30 ausgehenden Beaufschlagung des Rohres 12. Mit Hilfe des an der Stirnfläche des Gegenstücks anliegenden Dichtrings 50 wird die gewünschte Dichtheit der Verbindung gewährleistet.
Gemäß der anhand der 4 bis 11 gezeigten und beschriebenen alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist die mit Innenkonus versehene Distanzhülse 56 mit einem Außengewinde versehen, welches dem Innengewinde der Gewindehülse 52 entspricht. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Distanzhülse 56, sobald sie über das Gewinde der Gewindehülse 52 hinaus in diese hinein geschraubt wird, nicht wieder aus der Gewindehülse 52 herausrutschen kann. Vielmehr hält der Konusring in der jeweils erreichten Endposition die Innenteile der Klemmverschraubung in der Gewindehülse 52 fest, wodurch auch diese Teile nicht wieder aus der Gewindehülse 52 herausrutschen können. Der als Quetschring 30 bezeichnete 0-Ring ist hierbei so ausgeführt, dass sein Innendurchmesser etwas kleiner als der Rohraußendurchmesser ist. In dieser Zusammenfügung hält der Quetschring 30 die gesamte Einheit der Klemmverschraubung 11 beim Einbau auf dem freiliegenden Rohrende 12 fest und verhindert, dass die Einheit vor dem Verschrauben mit dem jeweiligen Gegenstück vom Rohrende 12 abrutschen kann.
Der besondere Vorteil dieser Ausgestaltung der Klemmverschraubung 11 liegt darin, dass die Montage bei einem senkrecht liegenden Rohrende 12, dessen freies Ende nach unten weist, erleichtert wird, da die Klemmverschraubung 11 bei Einsetzen des Gegenstücks nun nicht mehr mit einer Hand festgehalten werden muß, so daß diese frei ist für die Handhabung.
Ferner besitzt die für diese Ausgestaltung vorgesehene Distanzhülse 56 eine besondere Form, be welcher das zum Quetschring 30 weisende Ende der Distanzhülse 56 eine Nase 60 bildet, die den Quetschring 30 außen übergreift, das heißt axial über diesen hinüberreicht. Diese Nase 60 weist hierbei eine solche Länge auf, dass sie auch über den Gleitring 28 hinausreicht. Der besondere Vorteil dieser Konstruktion ist darin begründet, dass die Innenteile der Klemmringverschraubung 11 durch die Nase 60 der Distanzhülse 56 miteinander fixiert werden. Hierdurch wird vorteilhaft das Aufschieben auf das Rohrende erleichtert, da die Teile beim Einbau innerhalb der Gewindehülse 52 nicht verrutschen können, Vorteilhaft ist ferner das Zusammenwirken zwischen Distanzhülse 56 und Gleitring 28 dergestalt, dass beim Anziehen der Klemmringverschraubung 11 der 0-Ring wie mit einer Zange fest auf das Rohr gepreßt wird, wodurch die Dichtwirkung des 0-Ringes zusätzlich verbessert wird.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung des Klemmringes 24 kann dieser auf seiner Innenseite, das heißt auf der dem Rohr 12 zugewandten Seite, an Stelle der in 1 gezeigten und erläuterten umlaufenden Nuten 25 zwecks Erhöhung der Flächenpressung einen Gewindeschnitt aufweisen, der hinsichtlich seiner Steigung der Gewindesteigung der Gewindemuffe 14, 52 entspricht. Dies wirkt sich beim Festziehen der Klemmringverschraubung 10, 11 auf dem Rohr 12 vorteilhaft dadurch aus, dass der Klemmring 24 beim Aufschrauben der Gewindehülse 14, 52 auf das Gegenstück in der selben Drehgeschwindigkeit wie diese auf dem Rohr „wandern" kann, sobald beim Festziehen die Reibungskräfte zwischen Gewindehülse 14, 52 und Klemmring 24 stark ansteigen.
Dies bewirkt in vorteilhafter Weise, dass die Torsionskräfte, die durch das Aufschrauben der Gewindehülse 14, 52 auf das Gegenstück entstehen, minimiert werden und somit ein Verdrehen des Rohres 12 um seine Längsachse verhindert wird. Zugleich bewirkt das Innengewinde des Klemmringes 24 einen hohen Flächendruck des Klemmringes 24 auf das Rohr 12, wodurch der Halt der Klemmringverschraubung 10, 11 auf dem Rohr 12 erhöht wird.

10: Klemmringverschraubung
12: Rohr
14: Überwurfmutter, Gewindehülse
16: zylindrischer Innenraum
18: Innenkonus
20: Innengewinde
22: innere Ringnut
24: Klemmring
25: Ringnut
26: Ringsteg
27: Längsschlitz
28: Gleitring
30: Quetschring
32: Distanzhülse
33: Ringnut (außen)
34: Innenkonus
36: innere Ringnut
38: Dichtring
40: Haltering
42: Stutzen
44: Grundkörper
46: kreisringförmige Stirnfläche
48: stirnseitige Ringnut
50: zusätzlicher Dichtring
52: Überwurfmutter, Gewindehülse
54: Steg,Anformung
56: Distanzhülse
58: Einformung
59: Vorsprung
60: Nase

Claims

Klemmringverschraubung (10, 11) für die Verbindung von Fluidrohren (12) untereinander oder mit einem Grundkörper (44) einer Armatur, zum Beispiel einer Absperrarmatur, mit einer als Überwurfmutter (14, 52) dienenden Gewindehülse mit einem Innenkonus (18) und einem hieran anschließenden Innengewinde (20) und einem im Inneren (16) der Gewindehülse (14) angeordneten Dichtring (38), der mit dem Fluidrohr (12) zusammenarbeitet, welches er umgreift, wobei der Dichtring (38) aus elastischem Material gebildet ist, zusätzlich zum Dichtring (38) ein Klemmring (24), der auf seiner Innenfläche mit wenigstens zwei Ringnuten (25) versehen ist, sowie ein Gleitring (28) vorgesehen sind, welche ebenfalls das Fluidrohr (12) umfassen und mit dem Dichtring (38) zusammenarbeiten, wobei im Inneren der Gewindehülse (14) zusätzlich ein Quetschring (30) vorgesehen ist, der mit dem Innenkonus (18) der Gewindehülse (14) und einer ebenfalls darin angeordneten Distanzhülse (32) zusammenarbeitet, dass die Distanzhülse (32) einen Innenkonus (34) aufweist, der im montierten Zustand zum Quetschring (30) hin wie auch zum Fluidrohr (12) hin ausgerichtet ist, wobei ferner die Gewindehülse (14) und die Distanzhülse (32) das hiervon umfasste Fluidrohr (12) zusätzlich axial fixieren, die Distanzhülse (56) auf ihrer Außenseite ein dem Innengewinde der Überwurfmutter (52) entsprechendes Außengewinde aufweist und der Quetschring (30) einen Innendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der Nenndurchmesser des der betreffenden Klemmringverschraubung (10, 11) zugeordneten Rohres.
Klemmringverschraubung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (38) aus elastischem Werkstoff besteht.
Klemmringverschraubung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (38) als O-Ring ausgebildet ist.
Klemmringverschraubung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmring (24) mit einem axialen Schlitz (27) versehen ist, so dass sein Durchmesser unter Belastung veränderbar ist.
Klemmringverschraubung einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Quetschring (30) aus elastischem Werkstoff besteht.
Klemmringverschraubung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Quetschring (30) als O-Ring ausgebildet ist.
Klemmringverschraubung einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzhülse (32) aus dem gleichen Werkstoff wie die Gewindehülse (14) besteht.
Klemmringverschraubung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzhülse (14) an ihrem dem Innenkonus abgewandten Ende mit je einer äußeren und einer inneren Ringnut (33, 36) versehen ist.
Klemmringverschraubung, nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein ebenfalls das Fluidrohr (12) umfassender Haltering (40) vorgesehen ist, welcher die in das Innere (16) der Gewindehülse eingebrachten Ringe (24, 28, 30, 38) beziehungsweise die Distanzhülse (32) darin vor und bei der Montage gegen Herausgleiten sichert.
Klemmringverschraubung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltering (40) aus elastischem Werkstoff besteht und als O-Ring ausgebildet ist.
Klemmringverschraubung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindehülse (14) als Langmutter gestaltet und an einem Ende mit einer zwischen Innenkonus (18) und dem Innengewinde (20) eingeformten Ringnut (22) versehen ist.
Klemmringverschraubung einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen Innenkonus (18) und dem Innengewinde (20) in die Gewindehhülse (14) eingeformte Ringnut (22) zur Aufnahme des Halteringes (40) dient.
Klemmringverschraubung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindehülse (14) zumindest partiell auf ihrer Außenfläche als Sechskant geformt ist.
Klemmringverschraubung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindehülse (14) zumindest partiell auf ihrer Außenfläche mit einer Riffelung versehen ist.
Klemmringverschraubung einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Außenfläche der Gewindehülse (14) in gleichförmiger Teilung angeordnete Stege (54) angeformt sind.
Klemmringverschraubung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem in Einbaulage zum Konus (18) der Überwurfmutter (14, 52) weisenden Ende der Distanzhülse (32, 56) gleichmäßig am Umfang verteilte Nasen (60) angeformt sind, welche den Quetschring (30) wie auch den Gleitring (28) radial umfassen.
Klemmringverschraubung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmring (24) auf seiner Innenoberfläche mit umlaufenden Nuten (25) versehen ist, wodurch eine erhöhte Flächenpressung auf der zugeordneten Rohroberfläche (12) mittels der verbleibenden Stege (26) bewirkt ist.
Klemmringverschraubung einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmring (24) auf seiner Innenoberfläche mit einem Gewindeschnitt versehen ist, dessen Steigung dem Innengewinde der Überwurfmutter (14, 52) entspricht.
Klemmringverschraubung einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Quetschring (30) einen Innendurchmesser aufweist, der wenigstens 0,5 mm kleiner ist als der Nenndurchmesser des der betreffenden Klemmringverschraubung (10, 11) zugeordneten Rohres.
Verfahren zur Herstellung einer Rohrverbindung mit einer Klemmringverschraubung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmringverschraubung (10) auf das betreffende Rohr (12) aufgeschoben wird, dass das Rohr (12) mit seinem Ende an dem zu verbindenden Gegenstück (42) positioniert wird, dass das Innengewinde (20) der Gewindehülse (14) auf das Außengewinde des Gegenstücks (42) aufgeschraubt wird, dass hierdurch der zunächst lose das Rohr umgreifende Klemmring (24) von dem Innenkonus (18) der Gewindehülse (14) gegen den Gleitring (28) und gleichzeitig gegen das Fluidrohr (12) beaufschlagt wird, dass ein axial dem Gleitring benachbarter Quetschring (30) durch den Gleitring (28) vom Klemmring (24) getrennt und hierdurch vor Beschädigung durch den Klemmring (24) bei dessen radialer Beaufschlagung geschützt wird und dass beim Anziehen der Gewindehülse (14) auf das Gegenstück (42) die Distanzhülse (32) gegen den Dichtring (38) beaufschlagt wird, der seinerseits von dem Gegenstück (42) gestützt wird.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Verbinden der Klemmringverschraubung (10) mit dem Gegenstück (42) ein zusätzlicher Dichtring (50) zwischen das Gegenstück (42) und die Klemmringverschraubung (10) eingefügt wird.
Klemmringverschraubung nach einem der Ansprüche 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass als elastisches Material PTFE ausgewählt ist,