DE102008003675A1

DE102008003675A1 - Anschlussstück für ein Metallrohr oder einen Metallschlauch und Anordnung mit einem solchen Anschlussstück

Info

Publication number: DE102008003675A1
Application number: DE102008003675A
Authority: DE
Inventors: Matthias Gehring; Peter Foitzik; René Wagner
Original assignee: Witzenmann GmbH
Current assignee: Witzenmann GmbH
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2008-01-09
Publication date: 2008-08-07
Anticipated expiration: 2028-01-10
Also published as: FR2911943A1; DE102008003675B4; DE202007001392U1; FR2911943B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Anschlussstück für ein Metallrohr oder einen Metallschlauch und eine Anordnung zum Herstellen einer Schlauch- oder Rohrverbindung mit einem solchen Anschlussstück. Das Anschlussstück weist eine Durchgangsbohrung für das durch das Metallrohr oder den Metallschlauch geführte Medium, eine die Durchgangsbohrung umgebende, im Wesentlichen radial verlaufende Anlagefläche sowie mindestens ein radial außerhalb der Anlagefläche an das Anschlussstück angeformtes, axial in Richtung des Metallschlauchs oder Metallrohrs vorspringendes, radial nach innen verformbares Halteelement für den Metallschlauch oder das Metallrohr. Die Anlagefläche enthält eine um die Durchgangsbohrung umlaufende Ausnehmung zur Aufnahme eines elastischen Dichtungsrings, wobei die Ausnehmung sowohl radial innen als auch radial außen von der Anlagefläche umgeben ist. Die Anordnung zum Herstellen einer Schlauch- oder Rohrverbindung mit diesem Anschlussstück umfasst einen Dichtungsring, der in die Ausnehmung der Anlagefläche des Anschlussstücks eingelegt und so dimensioniert ist, dass er im eingelegten, unverformten Zustand über die Anlagefläche übersteht. Das Ende eines Metallschlauchs oder Metallrohrs ist zu einem Bord umgebördelt oder flanschartig umgeformt und dieser Bord oder dieser Flansch flach auf die Anlagefläche des Anschlussstücks, die Ausnehmung abdeckend, aufgelegt. Das Halteelement ist radial nach innen verformt, hält den Bord oder den Flansch an der Anlagefläche des ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Anschlussstück für ein Metallrohr oder einen Metallschlauch nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Anordnung zum Herstellen einer Schlauch- oder Rohrverbindung mit einem solchen Anschlussstück.
Um einen Metallschlauch oder ein Metallrohr anzuschließen, durch den bzw. das ein Gas oder eine Flüssigkeit insbesondere unter Druck geführt wird, müssen in der Regel Anschlussstücke am Metallrohr oder Metallschlauch angebracht werden, die ihrerseits mit einem Gewinde, einem Flansch oder sonstigen Befestigungselementen versehen sind. Die insbesondere druckdichte Anbindung des Anschlussstücks an das Ende des Metallrohrs oder Metallschlauchs ist dabei nicht unproblematisch, insbesondere wenn es sich hierbei um Leitungsteile aus Edelstahl handelt, wie zum Beispiel Ringwellschläuche, Bälge oder auch zylindrische Rohre. Denn um das Anschlussstück an einem solchen Edelstahlrohr oder Edelstahlschlauch zu verschweißen, muss auch das Anschlussstück aus Edelstahl gefertigt sein, was unter Kostenaspekten ungünstig ist. Soll hingegen ein Anschlussstück aus Buntmetall verwendet werden, ist es bislang unumgänglich, dieses mittels Löten am Metallschlauch oder Metallrohr festzulegen. Die beim Löten zurückbleibenden Flussmittelreste bergen allerdings die Gefahr einer erhöhten Korrosionsanfälligkeit der verbundenen Bauteile; wenn Lebensmittel, insbesondere Trinkwasser durchgeleitet werden sollen, sind Lötverbindungen grundsätzlich zu vermeiden.
Löt- und schweißlose Verbindungen von Anschlussstücken mit Metallrohren oder Metallschläuchen setzen den Einsatz einer weichelastischen Dichtung voraus. Insbesondere bei beweglichen Metallschläuchen ist es jedoch sehr schwierig, diesen zuverlässig am Anschlussstück festzulegen und gleichzeitig eine gegebenenfalls auch druckdichte Abdichtung der Verbindung unter Verwendung einer weichelastischen Dichtung herzustellen. Bisher bekannte Anschlusstechniken, wie sie beispielsweise in der EP-A-0 939 265 beschrieben sind, führen in vielen Anwendungsfällen dementsprechend zu nicht befriedigenden Ergebnissen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Anschlussstück für ein Metallrohr oder einen Metallschlauch, das ohne Schweißen oder Löten an diesen Leitungselementen festgelegt wird, sowie eine Anordnung zum Herstellen einer Schlauch- oder Rohrverbindung mit einem Metallrohr oder einem Metallschlauch, einem solchen Anschlussstück sowie einem Dichtungsring vorzuschlagen, mit denen ein fluiddichter Anschluss auch dann gewährleistet ist, wenn das Fluid unter Druck durchgeleitet wird.
Gelöst ist diese Aufgabe durch ein Anschlussstück mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Anschlussstücks finden sich in den Ansprüchen 2 bis 7; bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Anordnung sind in den Ansprüchen 9 bis 12 niedergelegt.
Der Kern der vorliegenden Erfindung liegt also darin, dass das Anschlussstück, das auch in der erfindungsgemäßen Anordnung enthalten ist, eine im Wesentlichen radial verlaufende Anlagefläche aufweist, die eine Durchgangsbohrung umgibt, und dass die Anlagefläche eine um die Durchgangsbohrung umlaufende Ausnehmung zur Aufnahme eines elastischen Dichtungsrings enthält, die sowohl radial innen als auch radial außen von der Anlagefläche umgeben ist. Wie an sich bekannt, ist beim erfindungsgemäßen Anschlussstück radial außerhalb der Anlagefläche außerdem ein an das Anschlussstück angeformtes, axial in Richtung des Metallschlauchs oder Metallrohrs vorspringendes, radial nach innen verformbares Halteelement angebracht.
Mit diesem Anschlussstück ist es möglich, die erfindungsgemäße Anordnung zum Herstellen einer Schlauch- oder Rohrverbindung zu verwirklichen, indem das Ende des Metallrohrs oder Metallschlauchs zu einem Bord umgebördelt bzw. flanschartig umgeformt und anschließend flach auf die Anlagefläche des Anschlussstücks derart aufgelegt wird, dass die Ausnehmung mit eingelegtem Dichtungsring abgedeckt wird. Anschließend kann das radial nach innen verformbare Halteelement umgeformt werden, wodurch es den Bord oder den Flansch am Ende des Metallrohrs oder Metallschlauchs an der Anlagefläche des Anschlussstücks anliegend hält. Da der Dichtungsring vorzugsweise so dimensioniert ist, dass er im eingelegten, unverformten Zustand über die Anlagefläche übersteht, ergibt sich durch das Auflegen des Bordes oder Flansches auf die Anlagefläche eine definierte Verformung des Dichtungsrings, so dass dieser in der Anordnung mit entsprechender Vorspannung in der Ausnehmung sitzt und hierdurch eine druckbeständige Abdichtung gegen den Austritt des durchgeleiteten Fluids gewährleistet.
Die erfindungsgemäß gewählten Anordnungen und Dimensionierungen der einzelnen Bauteile stellen also erstmals eine schweiß- und lötfreie, nicht lösbare, stabile Verbindung zwischen dem Anschlussstück und dem Metallschlauch oder Metallrohr her, die vergleichsweise leicht herzustellen ist und dennoch einen klar definierten Dichtungssitz mit einer klar definierten Vorspannung der elastischen Dichtung aufweist.
Die umlaufende Ausnehmung für den Dichtungsring ist dementsprechend vorteilhafterweise als Dichtungssitz mit definierter Tiefe für eine definierte Vorpressung des elastischen Dichtungsrings in Axialrichtung ausgebildet und weist bevorzugt einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Besonders bevorzugt ist die Ausnehmung als DiN/ISO-konformer Dichtungssitz für eine Elastomer-O-Ring-Dichtung ausgebildet.
Das radial nach innen verformbare Halteelement des erfindungsgemäßen Anschlussstücks soll nicht nur den Metallschlauch oder das Metallrohr am Anschlussstück festlegen, sondern auch gewährleisten, dass der Bord oder der Flansch am Ende des Metallschlauchs oder Metallrohrs fest und die Ausneh mung überdeckend auf der Anlagefläche des Anschlussstücks aufliegt, wodurch die in der Ausnehmung liegende Dichtung vorgespannt wird. Dementsprechend ist es zweckmäßig, wenn das Halteelement derart radial nach innen verformbar ausgebildet ist, dass ein umgebördeltes oder flanschartig umgeformtes Ende des Metallschlauchs oder Metallrohrs nach dem Nach-Innen-Verformen des Halteelements zwischen der Anlagefläche und dem Halteelement gehalten ist und auf der Anlagefläche, die Ausnehmung abdeckend, aufliegt. Hierfür ist es vorteilhaft, wenn das Halteelement aus einem einteiligen oder einem mehrteilig unterbrochenen, ringförmigen axialen Vorsprung gebildet ist, der mittels Rollieren oder dergleichen radial nach innen verformbar ist. Dieser verformbare Vorsprung kann an einer nicht verformbaren, über die Anlagefläche axial überstehenden Basis angeformt sein, wobei deren axialer Überstand über die Anlagefläche der Dicke des umgebördelten oder flanschartig umgeformten Endes des Metallschlauchs oder Metallrohrs angepasst ist. Nach dem Umformen des Halteelements ergibt sich dann nämlich ein definierter Ringraum für den Bord oder den Flansch des Metallschlauchs oder Metallrohrs.
Der Metallschlauch oder das Metallrohr der erfindungsgemäßen Anordnung kann, wie bereits erwähnt, insbesondere ein ringgewellter Metallschlauch oder auch ein zylindrisches Endstück eines Metallbalgs sein. Der Metallschlauch oder das Metallrohr kann, wie ebenfalls bereits erwähnt, aus Edelstahl gefertigt sein, während das Anschlussstück aus einem kostengünstigen Buntmetall besteht.
Die definierte Verformung des Dichtrings in der Anordnung nach der vorliegenden Erfindung ist bevorzugterweise so dimensioniert, dass sich eine Vorpressung von 15% bis 30%, bezogen auf die axiale Ausdehnung des Dichtrings in unverformtem Zustand, ergibt. Dies stellt eine druckdichte Anbindung des Anschlussstücks am Metallschlauchs oder Metallrohr sicher.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben und näher erläutert. Es zeigen:
1 eine teilgeschnittene Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Herstellen einer Schlauchverbindung;
2 das Detail X aus 1.
Die in 1 dargestellte Anordnung zum Herstellen einer Schlauch- oder Rohrverbindung umfasst ein erfindungsgemäß ausgestaltetes Anschlussstück 1 mit einem Sechskant 2 und einem Außengewinde 3 sowie einer Durchgangsbohrung 4. Mittels des Außengewindes 3 kann mit Hilfe des Sechskants 2 leicht ein druckdichter Anschluss hergestellt werden. Ein ringgewellter Metallschlauch 5 ist am Anschlussstück 1 befestigt, wobei ein zwischen dem Metallschlauch 5 und dem Anschlussstück 1 angeordneter elastischer Dichtungsring 6 für die druckbeständige fluiddichte Anbindung des Metallschlauchs 5 an das Anschlussstück 1 sorgt, während ein ringförmig umlaufendes Halteelement 7 die mechanisch stabile Festlegung des Metallschlauchs 5 am Anschlussstück 1 sicherstellt.
Die Stelle, an der der Metallschlauch 5 und das Anschlussstück 1 aufeinander treffen, ist im teilgeschnittenen Detail X, das in 2 vergrößert dargestellt ist, besser zu erkennen. Der Metallschlauch 2 wurde an seinem Ende flanschartig umgeformt, indem zwei Schlauchwellen zu einem Bord 8 umgebördelt wurden. Dieser Bord 8 wird vom Haltelement 7, das nach dem Ansetzen des Metallschlauchs 5 an das Anschlussstück 1 radial nach innen umgeformt worden ist, festgehalten, wobei das radial nach innen verformbare Haltelement 7 an eine ringförmig axial vorstehende Basis 9 angeformt ist, welche sich nicht mit dem Haltelement 7 mit verformt und deswegen einen Ringraum mit definierter axialer Ausdehnung erzeugt, in dem der Bord 8 des Metallschlauchs 5 sitzt.
Der Metallschlauch 5 beziehungsweise dessen Bord 8 liegt auf einer Anlagefläche 10 des Anschlussstücks 1 auf, welche die Durchgangsbohrung 4 ringförmig umgibt und im vorliegenden Beispiel exakt radial angeordnet ist. In der Anlagefläche 10 ist eine ringförmige, im Querschnitt rechteckige Ausnehmung 11 vorgesehen, welche einen Dichtungssitz für den elastischen Dichtungsring 6 bildet. Da sich die Anlagefläche 10 beidseits der Ausnehmung 11 erstreckt und den Bord 8 des Metallschlauchs 5 die Ausnehmung 11 vollflächig überdeckt, wird durch die Ausnehmung 11 und den darauf aufliegenden sowie vom Halteelement 7 gehaltenen Bord 8 eine Dichtungskammer gebildet, in welcher der Dichtungsring 6 axial vorgespannt sitzt. Diese Dichtungskammer mit definierten Abmessungen, aufgrund derer sich eine definierte, vorbestimmte Vorpressung des Dichtungsrings 6 ergibt, stellt eine druckbeständige Fluiddichtung sicher, ohne irgendwelche zusätzlichen Maßnahmen vorsehen zu müssen. Bei dem hier dargestellten Dichtungsring 6 handelt es sich um eine handelsübliche O-Ring-Dichtung, deren Querschnitt vorliegend zur Verdeutlichung nahezu kreisrund dargestellt ist, die in Wirklichkeit in der dargestellten Einbausituation jedoch um etwa 15% bis 30% in eine Stadionform axial vorgepresst ist.
Mit der vorliegenden Erfindung ist also eine löt- und schweißfreie, nicht lösbare, stabile und druckdichte Verbindung zwischen einem Anschlussteil aus insbesondere Buntmetall und einem Metallschlauch oder Metallrohr möglich geworden, die einerseits durch Kaltumformung des Schlauch- oder Rohrendes sowie andererseits durch Kaltumformung des Halteelements am Anschlussstück hergestellt wird. Gleichzeitig wird die für die Dichtheit sorgende Elastomer-Dichtung rundum definiert vorgepresst, wodurch zum Einen keine Undichtigkeiten entstehen können und zum Anderen eine Überbelastung der Elastomer-Dichtung durch Begrenzung der Verformung sicher vermieden wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 0939265 A [0003]

Claims

Anschlussstück für ein Metallrohr oder einen Metallschlauch, mit einer Durchgangsbohrung (4) für das durch das Metallrohr oder den Metallschlauch (5) geführte Medium, mit einer die Durchgangsbohrung (4) umgebenden, im Wesentlichen radial verlaufenden Anlagefläche (10), sowie mit mindestens einem radial außerhalb der Anlagefläche (10) an das Anschlussstück (1) angeformten, axial in Richtung des Metallschlauchs (5) oder Metallrohrs vorspringenden, radial nach innen verformbaren Halteelement (7) für den Metallschlauch oder das Metallrohr, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (10) eine um die Durchgangsbohrung (4) umlaufende Ausnehmung (11) zur Aufnahme eines elastischen Dichtungsrings (6) enthält, wobei die Ausnehmung (11) sowohl radial innen, als auch radial außen von der Anlagefläche (10) umgeben ist.
Anschlussstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Ausnehmung (11) als Dichtungssitz mit definierter Tiefe für eine definierte Vorpressung des elastischen Dichtungsrings (6) in Axialrichtung ausgebildet ist.
Anschlussstück nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Ausnehmung (11) einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist.
Anschlussstück nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Ausnehmung (11) als Dichtungssitz für eine Elastomer-O-Ring-Dichtung (6) ausgebildet ist.
Anschlussstück nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (7) derart radial nach innen verformbar ausgebildet ist, dass ein umgebördeltes oder flanschartig umgeformtes Ende (8) eines Metallschlauchs (5) oder Metallrohrs nach dem Nach-Innen-Verformen des Halteelements (7) zwischen der Anlagefläche (10) und dem Halteelement (7) gehalten ist und auf der Anlagefläche (10), die Ausnehmung (11) abdeckend, aufliegt.
Anschlussstück nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (7) aus einem einteilig ausgebildeten oder mehrteilig unterbrochenen, ringförmigen axialen Vorsprung gebildet ist, der mittels Rollieren radial nach innen verformbar ist.
Anschlussstück nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das als verformbarer Vorsprung ausgebildete Halteelement (7) an einer sich nicht verformenden, über die Anlagefläche (10) axial überstehenden Basis (9) angeformt ist, wobei der axiale Überstand der Basis (9) über die Anlagefläche (10) der Dicke des umgebördelten oder flanschartig umgeformten Endes (8) eines Metallschlauchs (5) oder Metallrohrs angepasst ist.
Anordnung zum Herstellen einer Schlauch- oder Rohrverbindung, umfassend ein Metallrohr oder einen Metallschlauch (5), ein auf ein Ende des Metallrohrs oder Metallschlauchs aufgesetztes Anschlussstück (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, sowie einen Dichtungsring (6), der in die Ausnehmung (11) der Anlagefläche (10) des Anschlussstücks (1) eingelegt und so dimensioniert ist, dass er im eingelegten, unverformtem Zustand über die Anlagefläche (10) übersteht, wobei das Ende des Metallschlauchs (5) oder Metallrohrs zu einem Bord (8) umgebördelt oder flanschartig umgeformt und dieser Bord (8) oder dieser Flansch flach auf die Anlagefläche (10) des Anschlussstücks (1), die Ausnehmung (11) abdeckend, aufgelegt ist, während das Haltelement (7) radial nach innen verformt ist, den Bord (8) oder den Flansch an der Anlagefläche (10) des Anschlussstücks (1) anliegend hält und gegen den Dichtungsring (6) vorspannt, wodurch dieser definiert verformt ist.
Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallschlauch (5) oder das Metallrohr ein ringgewellter Metallschlauch (5) ist.
Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallschlauch oder das Metallrohr ein zylindrisches Endstück eines Metallbalgs ist.
Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die definierte Verformung des Dichtrings (6) so gewählt ist, dass sich eine Vorpressung von 15% bis 30%, bezogen auf die axiale Ausdehnung des Dichtrings (6) in unverformtem Zustand, ergibt.
Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallschlauch (5) oder das Metallrohr aus Edelstahl gefertigt ist, während das Anschlussstück (1) aus einem Buntmetall besteht.