DE102007021175B3

DE102007021175B3 - Metallisch abdichtende Verbindungsverschraubung

Info

Publication number: DE102007021175B3
Application number: DE200710021175
Authority: DE
Inventors: Dieter Ehrke
Original assignee: Parker Hannifin GmbH and Co KG
Current assignee: Parker Hannifin GmbH and Co KG
Priority date: 2007-05-05
Filing date: 2007-05-05
Publication date: 2008-04-03
Anticipated expiration: 2027-05-06

Abstract

Eine Verbindungsverschraubung für Rohre und/oder Schläuche mit einem an ein erstes Element angeschlossenen Verschraubungskörper, auf den eine das zweite anzuschließende Element an einem daran ausgebildeten, radial abstehenden Flansch erfassende Überwurfmutter aufschraubbar ist, wobei zur Abdichtung der bei montierter Verbindungsverschraubung gegeneinander anliegenden Stirnflächen von Verschraubungskörper und zugeordnetem Flansch in der Stirnfläche des Verschraubungskörpers eine Nut zur Aufnahme eines darin angeordneten und bei der Montage der Verbindungsverschraubung gegen die Stirnfläche des zugeordneten Flansches gepressten Dichtelementes vorgesehen ist, wobei der stirnflächenseitige äußere Rand der Nut als radial nach innen einspringende Nase ausgebildet ist, um vor der Endmontage der Verbindungsverschraubung das in die Nut eingelegte Dichtelement festzuhalten, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (16) als metallischer Dichtring ausgebildet und gemeinsam mit einem den metallischen Dichtring außen umgreifenden Halteelement (19) in die Nut (13) einlegbar ist, wobei das bei dem Einlegen des Dichtringes axial über die Stirnfläche (12) des Verschraubungskörpers (10) vorstehende Halteelement (19) zur Fixierung des Dichtelementes (16) in die Nut hinein verformbar ist und in verformtem Zustand die in die Nut (13) radial einspringende Nase (15) hintergreift.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsverschraubung für Rohre und/oder Schläuche mit einem an ein erstes Element angeschlossenen Verschraubungskörper, auf den eine das zweite anzuschließende Element an einem daran ausgebildeten, radial abstehenden Flansch erfassende Überwurfmutter aufschraubbar ist, wobei zur Abdichtung der bei montierter Verbindungsverschraubung gegeneinander anliegenden Stirnflächen von Verschraubungskörper und zugeordnetem Flansch in der Stirnfläche des Verschraubungskörpers eine Nut zur Aufnahme eines darin angeordneten und bei der Montage der Verbindungsverschraubung gegen die Stirnfläche des zugeordneten Flansches gepressten Dichtelementes vorgesehen ist, wobei der stirnflächenseitige äußere Rand der Nut als radial nach innen einspringende Nase ausgebildet ist, um vor der Endmontage der Verbindungsverschraubung das in die Nut eingelegte Dichtelement festzuhalten.
Eine zur Verbindung von zwei Rohren vorgesehene Rohrverschraubung als Verbindungsverschraubung mit den vorgenannten Merkmalen ist aus dem Katalog 4100-7/DE „Technisches Handbuch Verschraubungstechnik." der Firma Parker Hannifin GmbH & Co. KG, Bielefeld, Seiten 20/21 bekannt. Diese Rohrverschraubung wird als ORFS-Verschraubung bezeichnet, da sie eine stirnseitige O-Ring-Abdichtung aufweist, bei der in eine in die Stirnfläche des einen Bestandteil der Rohrverschraubung bildenden Verschraubungskörpers eingebrachte Nut eine als elastischer O-Ring ausgebildete Dichtung eingelegt ist. Bei der Montage der Rohrverschraubung wird der O-Ring in der Nut verpresst, um eine leckagefreie Verbindung herzustellen. Um ein Herausfallen des O-Ringes aus der Nut im Rahmen der Endmontage der Rohrverschraubung zu verhindern, ist bereits vorgeschlagen, den stirnflächenseitigen äußeren Rand der Nut als radial nach innen einspringende Nase umzuformen, die den beim Einlegen in die Nut zusammendrückbaren elastischen O-Ring festhält.
Für einige technische Anwendungen sind derartige Rohrverbindungen mit einem standardmäßigen O-Ring nicht geeignet, da O-Ringe in der Regel nur eine eingeschränkte Medien- und Temperaturverträglichkeit haben. Im besonderen bei Temperaturen über 200° Celsius und bei aggressiven Medien wie zum Beispiel in der Rohrölförderung werden daher metallisch dichtende Edelstahlverschraubungen eingesetzt. Eine derartige metallische Abdichtung ist beispielsweise aus der Produktinformation „Hochdruck-Rohrverschraubung" (Blatt C1561-00) der Firma DILO, D-87727 Babenhausen, bekannt. Diese metallische Abdichtung ist dem Nut-Feder-Prinzip entsprechend ausgebildet, wobei eine die Feder ausbildende metallische Hülse auf das anzuschließende Rohr aufgesetzt und mit dem Rohr durch Schweißen verbunden wird; der federartige Vorsprung der Hülse greift bei der Montage der Rohrverschraubung dichtend in die stirnseitig an dem Verschraubungskörper mit einem angepassten Krümmungsradius ausgebildete Nut ein.
Mit einer derartigen Ausbildung einer metallischen Dichtung ist der Nachteil verbunden, dass aufgrund der vorgesehenen Schweißverbindung der Hülse mit dem Rohr die Vor- und Nachbehandlung der Rohre aufwendig und arbeitsintensiv ist, wodurch entsprechend hohe Kosten entstehen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verbindungsverschraubung mit den gattungsgemäßen Merkmalen auch für eine metallische Abdichtung einzurichten, ohne dafür aufwendige Schweißarbeiten in Kauf zu nehmen.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.
Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, dass das Dichtelement als metallischer Dichtring ausgebildet und gemeinsam mit einem den metallischen Dichtring außen umgreifenden Halteelement in die Nut einlegbar ist, wobei das bei dem Einlegen des Dichtringes axial über die Stirnfläche des Verschraubungskörpers vorstehende Halteelement zur Fixierung des Dichtelementes in die Nut hinein verformbar ist und in verformten Zustand die in die Nut radial einspringende Nase hintergreift. Mit der Erfindung ist zunächst der Vorteil verbunden, dass der herkömmliche Verschraubungskörper mit einer zur festhaltenden Aufnahme eines O-Ringes vorgesehenen Nut ohne Änderungen einsetzbar ist; es ist lediglich erforderlich, einen metallischen Dichtring zu verwenden, um die metallische Abdichtung auszuführen. Da ein metallischer Dichtring jedoch nicht wie ein elastischer O-Ring durch Verformung in die Nut des Verschraubungskörpers eingeschnappt werden kann, ist erfindungsgemäß ein zusätzliches Halteelement vorgesehen, welches gemeinsam mit dem metallischen Dichtring in die Nut einlegbar ist und bei der Vormontage des Verschraubungskörpers so verformt wird, dass das verformte Halteelement den metallischen Dichtring unverlierbar in der Nut festlegt.
Die erfindungsgemäße Verbindungsverschraubung ist dabei nicht nur zur Verbindung von Rohren einsetzbar, sondern kann auch als Schlauchverbindung, insbesondere zur Verbindung von Metall-Flex-Schläuchen, eingesetzt werden.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass der Dichtring einen radial auswärts gerichteten Vorsprung zum formschlüssigen Zusammenwirken mit dem Halteelement aufweist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass das Halteelement als ein den metallischen Dichtring außen umgreifender und beim Einlegen des Dichtringes in die Nut mit einem Randstreifen über die axiale Stirnfläche des Verschraubungskörpers vorstehender formstabiler Streifen ausgebildet ist, wobei im Hinblick auf das Zusammenwirken mit dem entsprechend ausgebildeten metallischen Dichtring vorgesehen sein kann, dass der der formstabile Streifen mit einer den radialen Vorsprung des Dichtringes übergreifenden Wölbung ausgebildet ist. Nach Ausführungsbeispielen der Erfindung kann der formstabile Streifen aus einem Blechstreifen bestehen oder aus einem geeigneten Kunststoff gefertigt sein.
Zur Bewirkung der metallischen Abdichtung kann vorgesehen sein kann, dass der metallische Dichtring mit in Axialrichtung der Rohrverschraubung beidseitig auswärts ausgewölbten und nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung insbesondere eine ballige Form aufweisenden Dichtflächen ausgebildet ist; diese ausgewölbten Dichtflächen liegen gegen die geradlinig ausgebildeten Stirnflächen von Nutgrund und Rohrflansch an und sorgen für die Abdichtung.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Dichtring mit in Axialrichtung der Rohrverschraubung beidseitig auswärts gerichteten Dichtkanten ausgebildet ist.
Die Erfindung ermöglicht es insbesondere, eine metallische Dichtung auch bei dem Zusammenwirken eines Verschraubungskörpers mit einem an dem anzuschließenden Element, wie beispielsweise einem Rohr, durch Verformung ausgebildeten radial abstehenden Flansch einzusetzen. Die Erfindung lässt sich aber auch anwenden, soweit vorgesehen ist, dass der an dem anzuschließenden Element ausgebildete, radial abstehende Flansch Bestandteil einer auf das Element aufgeschobenen und mit dem Element fest verbundenen Hülse ist.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind; es zeigen:
1a, b jeweils den Verschraubungskörper für eine als Rohrverschraubung ausgebildete Verbindungsverschraubung mit stirnseitiger Nut und eingesetztem metallischen Dichtring vor der Fixierung des Dichtringes mittels Verformen des Halteelements in einer teilweise geschnittenen Seiten- und Detailansicht,
2a, b den Verschraubungskörper gemäß 1a und 1b in den Ansichten nach Verformung des Halteelements zum Fixieren des Dichtringes in der Nut,
3a, b den Gegenstand der 2a, b mit einer abgewandelten Form der den Dichtring aufnehmenden Nut.
Wie sich aus der Zeichnung ergibt, ist an der Stirnfläche 12 eines mit einem Außengewinde 11 versehenen Verschraubungskörpers 10 eine Nut 13 zur Aufnahme eines als Dichtelement eingesetzten metallischen Dichtringes 16 ausgebildet. Wie sich hierzu aus den Detailansichten gemäß 1b und 2b entnehmen lässt, ist in einer aus dem Stand der Technik bekannten Weise die axial verlaufende Außenwand 14 der Nut 13 an ihrem äußeren, stirnflächenseitigen Rand mit einer radial nach innen einspringenden Nase 15 versehen
Soweit in die Nut 13 ein metallischer Dichtring 16 eingesetzt ist, wird der Dichtring 16 durch ein gemeinsam mit dem Dichtring 16 in die Nut 13 eingesetztes Halteelement 19 in der nachfolgend beschriebenen Weise fixiert. Hierzu weist der metallische Dichtring 16 einen radial auswärts gerichteten Vorsprung 18 auf; dieser radiale Vorsprung 18 ist von dem als gewölbter Blechstreifen ausgebildeten Halteelement 19 außen übergriffen, welches bei der Montage des Dichtringes 16 in der Nut 13 des Verschraubungskörpers 10 zunächst mit einem überstehenden Rand 20 über die äußere Kontur des Dichtringes 16 übersteht. Dabei ist der Blechstreifen 19 mit einer den radialen Vorsprung 18 des Dichtringes 16 übergreifenden Wölbung ausgebildet, so dass sich beim anfänglichen Einlegen des Dichtringes 16 mit Halteelement 19 in die Nut 13 bereits eine gewisse Haltewirkung ergibt.
Zur Fixierung des Dichtringes 16 in der Nut 13 wird mittels eines geeigneten Werkzeuges der überstehende Rand 20 des Halteelements 19 in Richtung des Nutgrundes und damit in die Nut 13 hineinverformt, so dass sich das Halteelement 19 weiter aufwölbt und sich dabei hinter die einwärts einspringende Nase 15 der Nutwandung legt. Gleichzeitig legt sich das Ende des überstehenden Randes 20 des Halteelementes 19 gegen den radial vorspringenden Vorsprung 18 des Dichtringes 16, so dass über das Halteelement 19 eine formschlüssige Verbindung zwischen dem metallischen Dichtring 16 und der Außenwand 14 der Nut 13 hergestellt ist. Damit ist der metallische Dichtring 16 unverlierbar in der Nut 13 des Verschraubungskörpers 10 fixiert, so dass die Endmontage der Rohrverschraubung erfolgen kann.
Wie sich aus den 1 und 2 ergibt, ist der Dichtring 16 mit in Axialrichtung der Rohrverschraubung beidseitig auswärts ausgewölbten und eine ballige Form aufweisenden Dichtflächen 17 versehen, die bei montierter Rohrverschraubung aufgrund der von der Überwurfmutter ausgeübten Kraft die Dichtfunktion ausführen.
In Abwandlung zu der in den 1a, b beziehungsweise 2a, b dargestellten Form der Nut 13 ist bei dem in den 3a und b dargestellten Ausführungsbeispiel die der Außenwand 14 gegenüberliegende Innenwand 21 der Nut 13 nicht parallel zur Längsachse des Verschraubungskörpers ausgebildet, sondern mit einer Neigung dazu. Eine solche Nutform ist grundsätzlich aus der Norm ISO 8434-3, Groove Style A-Option 2 bekannt.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims

Verbindungsverschraubung für Rohre und/oder Schläuche mit einem an ein erstes Element angeschlossenen Verschraubungskörper, auf den eine das zweite anzuschließende Element an einem daran ausgebildeten, radial abstehenden Flansch erfassende Überwurfmutter aufschraubbar ist, wobei zur Abdichtung der bei montierter Verbindungsverschraubung gegeneinander anliegenden Stirnflächen von Verschraubungskörper und zugeordnetem Flansch in der Stirnfläche des Verschraubungskörpers eine Nut zur Aufnahme eines darin angeordneten und bei der Montage der Verbindungsverschraubung gegen die Stirnfläche des zugeordneten Flansches gepressten Dichtelementes vorgesehen ist, wobei der stirnflächenseitige äußere Rand der Nut als radial nach innen einspringende Nase ausgebildet ist, um vor der Endmontage der Verbindungsverschraubung das in die Nut eingelegte Dichtelement festzuhalten, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (16) als metallischer Dichtring ausgebildet und gemeinsam mit einem den metallischen Dichtring außen umgreifenden Halteelement (19) in die Nut (13) einlegbar ist, wobei das bei dem Einlegen des Dichtringes axial über die Stirnfläche (12) des Verschraubungskörpers (10) vorstehende Halteelement (19) zur Fixierung des Dichtelementes (16) in die Nut hinein verformbar ist und in verformten Zustand die in die Nut (13) radial einspringende Nase (15) hintergreift.
Verbindungsverschraubung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (16) einen radial auswärts gerichteten Vorsprung zum formschlüssigen Zusammenwirken mit dem Halteelement (19) aufweist.
Verbindungsverschraubung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (19) als ein den metallischen Dichtring (16) außen umgreifender und beim Einlegen des Dichtringes (16) in die Nut (13) mit einem Randstreifen (20) über die axiale Stirnfläche (12) des Verschraubungskörpers (10) vorstehender formstabiler Streifen (19) ausgebildet ist.
Verbindungsverschraubung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der formstabile Streifen (19) als Blechstreifen ausgebildet ist.
Verbindungsverschraubung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der formstabile Streifen (19) aus einem geeigneten Kunststoffmaterial besteht.
Verbindungsverschraubung einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Streifen (19) mit einer den radialen Vorsprung (18) des Dichtringes (16) übergreifenden Wölbung ausgebildet ist.
Verbindungsverschraubung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Dichtring (16) mit in Axialrichtung der Verbindungsverschraubung beidseitig auswärts ausgewölbten Dichtflächen (17) ausgebildet ist.
Verbindungsverschraubung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtflächen (17) eine ballige Form aufweisen.
Verbindungsverschraubung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (16) mit in Axialrichtung der Verbindungsverschraubung beidseitig auswärts gerichteten Dichtkanten ausgebildet ist.
Verbindungsverschraubung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der an dem anzuschließenden Element ausgebildete, radial abstehende Flansch durch Verformung des zugeordneten Endes des Elementes hergestellt ist.
Verbindungsverschraubung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der an dem anzuschließenden Element ausgebildete, radial abstehende Flansch Bestandteil einer auf das Element aufgeschobenen und mit dem Element fest verbundenen Hülse ist.