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Die
Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung zum Verbinden eines
Rohres oder Rohrstutzens mit einem Verbindungskörper, der eine von einer Stirnfläche sich
verjüngende
Kegelbohrung aufweist, wobei die Verbindungsanordnung eine Längsachse,
eine Überwurfmutter,
die auf ein Gewinde des Verbindungskörpers aufschraubbar ist und
die eine Spannfläche
bildet, einen Stützring,
der eine sich in derselben Richtung wie die Kegelbohrung des Verbindungskörpers verjüngende Kegelbohrung
aufweist und der im montierten Zustand gegen die Stirnfläche des
Verbindungskörpers
abgestützt
ist, sowie einen Schneidring, der in der Kegelbohrung des Stützrings
einsitzt und eine Pressfläche
zur Kraftbeaufschlagung durch die Spannfläche der Überwurfmuter aufweist.
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Eine
solche Verbindungsanordnung ist aus der
DE 196 37 129 C2 bekannt.
Bei dieser Verbindungsanordnung ist die Spannfläche der Überwurfmutter kegelförmig ausgebildet.
Der Stützring
weist eine der Spannfläche
der Überwurfmutter
zugewandte Fläche
auf, wobei diese mit einem zur Spannfläche passenden Kegelwinkel ausgebildet
ist. Der Schneidring taucht im montierten Zustand so weit in die
Kegelbohrung des Stützrings
ein, dass sowohl der Stützring
als auch der Schneidring an der Spannfläche der Überwurfmutter anliegen. Bei
der Abstützung der Überwurfmutter
gegen den Stützring
entsteht ein deutlicher Drehmomentanstieg, der dem Monteur das Montageende
anzeigt. Eine Übermontage,
bei der der Schneidring zu tief in das Rohr einschneidet wird hierdurch
wirksam vermieden.
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Nachteilig
ist jedoch, dass aufgrund der konstruktiv dünnen Gestaltung des Schneidrings
dieser bei Montageende nicht nur im Bereich der Schneiden im Durchmesser
reduziert wird, sondern auch an dem der Überwurfmutter zugewandten Ende,
so dass das Rohr eingeschnürt
und geschwächt
wird. Dies kann insbesondere bei dünnwandigen Rohren und übermontierten
Verschraubungen zu einem Bruch bei hohen Belastungen führen.
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DE 40 38 539 C1 zeigt
eine Verbindungsanordnung, bei der der Schneidring über eine
radial zur Rohrachse sich erstreckende Fläche gegen eine ebenfalls radial
zur Rohrachse sich erstreckende Anschlagfläche eines Dichtrings abgestützt ist.
Hierbei sind der Schneidring und der Dichtring zwischen der Überwurfmutter
und dem Verbindungskörper
axial hintereinander verspannt. Nachteil bei dieser Ausführung ist,
dass durch eine Kegelfläche
der Überwurfmutter
sowohl eine axiale Kraftkomponente als auch eine radiale Kraftkomponente
auf den Schneidring einwirkt. Letztere führt dazu, dass der Schneidring
radial in Richtung auf die Längsachse
zu verformt wird.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbindungsanordnung zu
schaffen, die höhere Haltekräfte und
eine definierte Rohrumklammerung durch den Schneidring gewährleistet.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Verbindungsanordnung zum Verbinden eines Rohres oder Rohrstutzens
mit einem Verbindungskörper,
der eine von einer Stirnfläche
ausgehende sich verjüngende
Kegelbohrung aufweist, umfassend:
eine Längsachse,
eine Überwurfmutter,
die auf ein Gewinde des Verbindungskörpers aufschraubbar ist und
eine Spannfläche
bildet,
einen Stützring,
der eine sich in derselben Richtung wie die Kegelbohrung des Verbindungskörpers verjüngende Kegelbohrung
aufweist und der im montierten Zustand gegen die Stirnfläche des
Verbindungskörpers
abgestützt
ist, sowie
einen Schneidring, der in der Kegelbohrung des Stützrings
einsitzt, eine Pressfläche
zur Kraftbeaufschlagung durch die Spannfläche der Überwurfmutter aufweist und
in radialer Richtung auf die Längsachse
zu gegen den Stützring
abstützt
ist, gelöst.
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Die
Abstützung
des Schneidrings gegen den Stützring
in radialer Richtung auf die Längsachse
zu gewährleistet,
dass selbst bei einem Überanzug
der Überwurfmutter
der Schneidring nicht oder nur geringfügig durch die Kegelfläche der Überwurfmutter radial
nach innen verformt wird. Somit wird eine übermäßige Einschnürung des
Rohres vermieden. Hierdurch wird die Montagesicherheit erhöht und insbesondere
bei dünnwandigen
Rohren eine höhere
Biegefestigkeit erreicht. Ferner entsteht aufgrund der Tatsache,
dass der Schneidring radial nach innen abgestützt ist und nicht nach innen
ausweichen kann, bei der Montage ein sehr deutlicher Drehmomentanstieg,
der das Montageende anzeigt.
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Der
Stützring
wird bei Übermontage
und besonders bei Rohren aus einem hochwertigen Material stark radial
nach außen
beansprucht und kann aufplatzen. Durch die Abstützung des Schneidrings gegen
den Stützring
radial nach innen wird bei Montageende eine Kraftkomponente radial
nach innen auf den Stützring
eingeleitet, wodurch die Gefahr des Aufplatzens reduziert wird.
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Vorzugsweise
weist die Überwurfmutter
eine Kegelbohrung auf, die eine sich entgegengesetzt zur Kegelbohrung
des Verbindungskörpers
verjüngende Spannfläche in Form
einer Kegelfläche
bildet.
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Bei
genormten Überwurfmuttern
beträgt
der Kegelwinkel 90°.
Genormte Verbindungskörper
weisen einen Kegelwinkel von 24° auf.
In der Regel ist der Kegelwinkel des Stützrings an den des Verbindungskörpers angepaßt und beträgt somit
ebenfalls 24°.
Da es sich bei dem Stützring
jedoch nicht um ein Normteil handelt, kann dieser Winkel angepaßt werden,
um gegebenenfalls die Einschnittiefe des Schneidrings in das Rohr
anzupassen.
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Der
Schneidring kann eine erste Stützfläche aufweisen,
mittels derer der Schneidring in radialer Richtung auf die Längsachse
zu gegen eine zweite Stützfläche des
Stützrings
abstützt
ist.
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Hierzu
kann der Schneidring einen Stützabschnitt
und einen Schneidkantenabschnitt aufweisen, wobei der Stützabschnitt
die erste Stützfläche bildet und
der Schneidkantenabschnitt in der Kegelbohrung des Stützrings
aufgenommen ist.
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Die
Stützflächen können konisch
gestaltet sein. Vorzugsweise ist die erste Stützflä che durch einen umlaufenden
Hinterschnitt des Schneidrings und die zweite Stützfläche durch einen umlaufenden
Vorsprung des Stützrings
gebildet. Hierbei wird der umlaufende Vorsprung im Hinterschnitt
aufgenommen.
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Der
Stützring
kann über
einen Teil der Länge der
Kegelbohrung des Verbindungskörpers
in diese hineinragen. Hierdurch erfährt der Stützring, der stark radial nach
außen
beansprucht ist, eine Abstützung
radial nach außen.
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Vorzugsweise
verläuft
dann der Schneidkantenabschnitt bis in die Kegelbohrung des Verbindungskörpers hinein.
Somit ist gewährleistet,
dass der Schneidkantenabschnitt indirekt über den in die Kegelbohrung
des Verbindungskörpers
hineinragenden Stützring
radial gegen den Verbindungskörper abgestützt ist.
Hierbei kann eine Schneidkante des Schneidrings innerhalb der Kegelbohrung
des Verbindungskörpers
angeordnet sein, die somit radial abgestützt ist.
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Vorzugweise
weist der Schneidring zwei Schneidkanten auf. Hierbei kann einer
der Schneidkanten innerhalb der Kegelbohrung des Verbindungskörpers und
die andere Schneidkante außerhalb
der Kegelbohrung des Verbindungskörpers angeordnet sein.
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Durch
die Kegelbohrung des Verbindungskörpers, den Stützring und
das Rohr kann ein Aufnahmeraum gebildet sein, in dem ein Dichtring
aufgenommen ist.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierin zeigt
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1 einen
Längsschnitt
einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung
im montierten Zustand und
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2 einen
vergrößert dargestellten
Ausschnitt der Verbindungsanordnung gemäß 1.
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Die 1 und 2 zeigen
eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung,
bei der ein Rohr 1 mit einem Verbindungskörper 2 verbunden
wird. Die 1 und 2 werden
im folgenden zusammen beschrieben. Die Verbindungsanordnung weist
eine Längsachse 3 auf,
zu der das Rohr 1 und der Verbindungskörper 2 zentriert angeordnet
sind. Der Verbindungskörper 2 ist
auf seiner Außenfläche mit
einem Gewinde 4 versehen, dass von einer Stirnfläche 5 ausgeht.
Von der Stirnfläche 5 geht
ferner eine auf der Längsachse 3 zentrierte
Kegelbohrung 6 aus, die einen genormten Kegelwinkel von
24° aufweist.
An diese schließt
sich eine erste zylindrische Bohrung 7 an, deren Durchmesser
auf den des Rohres 1 abgestimmt ist. Die erste zylindrische
Bohrung 7 endet in einer Ringfläche 8, von der aus
eine im Durchmesser reduzierte zweite zylindrische Bohrung 9 weiterführt. Die
Ringfläche 8 dient
zur Abstützung
des Rohres 1 in axialer Richtung.
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Auf
den Verbindungskörper 2 ist
eine Überwurfmutter 10 aufgeschraubt,
welche eine Bohrung mit einem Gewinde 11 besitzt, dass
zum Gewinde 4 des Verbindungskörpers 2 passt. Im
Anschluss an das Gewinde 11 ist, zum vom Verbindungskörper 2 angewandten
Ende der Überwurfmutter 10,
eine Kegelbohrung 12 vorgesehen, deren Kegelwinkel genormt
ist und 90° beträgt und welche
eine sich entgegengesetzte zur Kegelbohrung 6 des Verbindungskörpers 2 verjüngende Spannfläche 13 in
Form einer Kegelfläche
bildet. Die Kegelbohrung 12 der Überwurfmutter 10 endet
in einer im Durchmesser reduzierten zylindrischen Bohrung 14,
die auf den Außendurchmesser
des Rohres 1 abgestimmt ist. Die Überwurfmutter 10 ist über das
Rohr 1 geschoben.
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Ferner
ist ein Stützring 15 vorhanden,
dessen Außenfläche 16 einen
Durchmesser aufweist, der so groß bemessen ist, dass die Überwurfmutter 10 ihn
mit ihrem Gewinde 11 passieren kann. Der Stützring 15 besitzt
eine Anschlagfläche 17,
die im montierten Zustand an der Stirnfläche 5 des Verbindungskörpers 2 anliegt.
Der Stützring 15 weist
ferner eine Kegelbohrung 18 auf, die sich entgegngesetzt zur
Kegelbohrung 12 der Überwurfmutter 10 verjüngt. Der
Kegelwinkel der Kegelbohrung 18 des Stützrings 15 entspricht
vorzugsweise dem genormten Kegelwinkel von 24° des Verbindungskörpers 2.
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Ferner
ist ein Schneidring 19 vorgesehen. Der Schneidring 19 weist
einen Schneid kantenabschnitt 20 sowie einen Stützabschnitt 21 auf.
Der Schneidkantenabschnitt 20 ist konisch gestaltet und in
der Kegelbohrung 18 des Stützrings 15 aufgenommen.
Der Schneidring 19 weist eine Bohrung 22 auf, mit
der er auf das Rohr 1 aufgeschoben ist. Die Bohrung 22 ist
im Bereich des Schneidkantenabschnitt 20 derart gestalte,
das eine vordere Schneidkante 23 und eine hintere Schneidkante 24 gebildet
sind.
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Der
Stützabschnitt 21 ist
zur Überwurfmutter 10 hin
angeordnet. Der Stützabschnitt 21 bildet
eine konusförmige
Pressfläche 25,
die an die Kegelbohrung 12 der Überwurfmutter 10 angepasst
ist und zu dieser in Anlage ist.
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Der
Stützabschnitt 21 bildet
ferner eine erste Stützfläche 26,
die dem Stützring 15 zugewandt
und durch einen umlaufenden Hinterschnitt 27 dargestellt ist.
Die erste Stützfläche 26 öffnet sich
konusförmig
in Richtung zum Stützring 15.
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Der
Stützring 15 bildet
eine zweite Stützfläche 28,
die ebenfalls konusförmig
gestalte ist und den gleichen Konuswinkel aufweist, wie die erste Stützfläche 26.
Die zweite Stützfläche 28 ist
durch einen umlaufenden Vorsprung 29 des Stützrings 15 gebildet,
der in dem Hinterschnitt 27 des Schneidrings 19 aufgenommen
ist. Die erste Stützfläche 26 ist
gegen die zweite Stützfläche 28 abgestützt. Durch
die konusförmige
Ausgestaltung der Stützflächen 26, 28 ist
der Schneidring 19 gegen Deformation radial nach innen
in Richtung auf die Längsachse 3 zu
abgestützt.
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Der
Stützring 15 weist
ferner einen Halteabschnitt 30 auf, mit dem der Stützring 15 in
die Kegelbohrung 6 des Verbindungskörpers 2 eintaucht
und sich über
einen Teil der Länge
der Kegelbohrung 6 erstreckt. Der Halteabschnitt 30 weist
eine Außenfläche auf,
die ebenfalls konusförmig
ist und an die Kegelbohrung 6 des Verbindungskörpers 2 angepasst ist.
Der Schneidkantenabschnitt 20 des Schneidrings 19 taucht
in die Kegelbohrung 18 des Stützrings 15 so tief
ein, dass er bis in die Kegelbohrung 6 des Verbindungskörpers 2 verläuft. Die
vordere Schneidkante 23 ist an dem in die Kegelbohrung 6 des
Verbindungskörpers 2 eintauchenden
Ende des Schneidkantenabschnitts 20 ausgebildet, so dass
diese radial über
den Halteabschnitt 30 gegen den Verbindungskörper 2 abgestützt ist.
Die hintere Schneidkante 24 ist innerhalb des Stützrings 15 und
außerhalb
der Konusbohrung 6 des Verbindungskörpers 2 angeordnet.
Somit ergeben sich höherer
Berstdrücke der
Schneidringverbindung.
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Die
radiale Abstützung
des Schneidrings 19 gegenüber dem Stützring 15 verhindert
eine radiale Deformation des Schneidrings 19 und somit
eine Einschnürung
des Rohrs 1. Hierdurch ergeben sich höhere Berstdrücke der
Verbindungsanordnung, da das Rohr 1 geringer belastet wird.
Ferner wird das Montageende durch einen deutlichen Drehmomentanstieg
angezeigt.
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Das
Rohr 1, die Kegelbohrung 6 des Verbindungskörpers 2 und
der Stützring 15 bilden
zusammen einen Aufnahmeraum 32 zur Aufnahme eines Dichtrings 33.
Der Dichtring 33 kann als separater Ring ausgebildet sein
oder mit dem Stützring 15 z.B. durch
Anvulkanisieren fest verbunden sein.
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- 1
- Rohr
- 2
- Verbindungskörper
- 3
- Längsachse
- 4
- Gewinde
des Verbindungskörpers
- 5
- Stirnfläche
- 6
- Kegelbohrung
des Verbindungskörpers
- 7
- erste
zylindrische Bohrung
- 8
- Ringfläche
- 9
- zweite
zylindrische Bohrung
- 10
- Überwurfmutter
- 11
- Gewinde
der Überwurfmutter
- 12
- Kegelbohrung
der Überwurfmutter
- 13
- Spannfläche
- 14
- zylindrische
Bohrung
- 15
- Stützring
- 16
- Außenfläche
- 17
- Anschlagfläche
- 18
- Kegelbohrung
des Stützrings
- 19
- Schneidring
- 20
- Schneidkantenabschnitt
- 21
- Stützabschnitt
- 22
- Bohrung
- 23
- vordere
Schneidkante
- 24
- hintere
Schneidkante
- 25
- Pressfläche
- 26
- erste
Stützfläche
- 27
- Hinterschnitt
- 28
- zweite
Stützfläche
- 29
- Vorsprung
- 30
- Halteabschnitt
- 31
- Außenfläche
- 32
- Aufnahmeraum
- 33
- Dichtring