DE102009042453A1

DE102009042453A1 - Hochdruckverschraubung mit Planabdichtung

Info

Publication number: DE102009042453A1
Application number: DE102009042453A
Authority: DE
Inventors: Erwin Weh; Wolfgang Weh
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-09-23
Filing date: 2009-09-23
Publication date: 2011-03-31
Also published as: WO2011035911A1

Abstract

Zur sicherheitstechnischen Verbesserung einer Hochdruckverschraubung für die Übertragung von gasförmigen und/oder flüssigen Fluiden, insbesondere zum Betanken von Fahrzeugen, umfassend ein Gehäuse (2) mit einer Fluidpassage (2a) und wenigstens einem Schraubstutzen (3), an dem eine Überwurfmutter (4) verschraubbar ist, sowie ein in die Überwurfmutter (4) eingestecktes Rohr (9), dessen Ende gebördelt ist und an einem Dichtring (6) plan anliegt, wird vorgeschlagen, dass zwischen dem gebördelten Rohrende (9a) und der Überwurfmutter (4) ein Keilscheibenpaar angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochdruckverschraubung für die Übertragung von gasförmigen und/oder flüssigen Fluiden mit den oberbegrifflichen Merkmalen des Anspruches 1.
Mit derartigen Hochdruckverschraubungen soll eine sichere Übertragung eines Fluids von einer Druckquelle, beispielsweise von einer Hydraulikpumpe oder Betankungsanlage aus, erreicht werden. Wichtig ist hierbei die leckagefreie Ausführung, um einen Fluidaustritt in die Umgebung zu vermeiden.
Eine derartige Hochdruckverschraubung ist beispielsweise in der EP-A-0 753 698 für Druckmittelleitungen oder in der WO 02/01105 für Rohrverschraubungen beschrieben, wobei häufig sog. Klemmringe verwendet werden, um eine sichere Fixierung der angeschlossenen Rohre zu gewährleisten. Bei steigenden Druckwerten von z. B. mehr als 200 bar werden diese Rohranschlüsse jedoch zunehmend empfindlicher gegen Leckagen, so dass im allgemeinen ein Austritt von Fluid, z. B. Hydrauliköl oder tiefkaltes Wasserstoffgas, zu erwarten ist. Hierbei könnte es zu Unfällen kommen, insbesondere könnte durch Lecks bei unter Druck stehenden Leitungen erheblicher Schaden entstehen. Zudem beanspruchen die in die Außenhaut der Rohre eindringenden Schneidringe das Rohr erheblich, so dass es bei Wechselbeanspruchungen (z. B. schon bei leichten Rohrschwingungen oder Druckschwankungen) zu einem Riss oder gar Bruch kommen kann.
Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Hochdruckverschraubung der eingangs genannten Art bei einfacher Bauweise sicherheitstechnisch zu verbessern, so dass Gefahren bzw. Schäden vermieden werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Hochdruckverschraubung gemäß den Merkmalen des Anspruches 1. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die vorgeschlagene Hochdruckverschraubung zeichnet sich durch eine besonders hohe Sicherheit und einfache Bauweise aus, da durch die vorgeschlagene Verwendung eines Keilscheibenpaars ein einfacher Anschluss erreicht wird, so dass Gefährdungen bzw. Beschädigungen über lange Zeit ausgeschlossen werden können. Insbesondere wird das Rohr ohne wesentliche Verspannungen fixiert, so dass Spannungsspitzen vorgebeugt wird und mit der vorgeschlagenen Hochdruckverschraubung sicher und langfristig vermieden werden kann, dass Gas oder Flüssigkeit austreten kann. Dies ist insbesondere aus Unfallschutzgründen wichtig, aber auch zum Umweltschutz.
Es sei darauf hingewiesen, dass sich die vorgeschlagene Hochdruckverschraubung für verschiedene Anschlüsse eignet, insbesondere für Hydraulikanschlüsse im Fahrzeugbau, aber auch bei Industrieanlagen oder zur Kfz-Betankung. Diese Hochdruckverschraubung kann dabei an beliebiger Stelle der Verrohrung in kompakter Weise eingebaut sein und auch Ventile oder Filter benachbart zu der Hochdruckverschraubung aufweisen.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert und beschrieben. Hierin zeigt:
1 eine geradlinig ausgeführte Hochdruckverschraubung in Seitenansicht;
2 die Hochdruckverschraubung der 1 entlang der Schnittlinie A-A;
3 die Hochdruckverschraubung der 1 und 2 im Perspektivansicht; und
4 einen vergrößerten Teilschnitt durch eine Überwurfmutter.
In 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer Hochdruckverschraubung 1 mit einem Gehäuse 2 und einer Fluidpassage 2a (vgl. 2) gezeigt, um ein Fluid (z. B. komprimiertes Gas) durch daran fixierte Rohre 9, beispielsweise an einen nicht dargestellten Arbeitszylinder oder Drucktank weiterzuleiten. An den beiden Stirnseiten des Gehäuses 2 ist je ein Schraubstutzen 3 mit einem Gewinde 3a vorgesehen, an dem über über ein entsprechendes Gewinde 3a je eine Überwurfmutter 4 angeschlossen ist.
Wie aus dem Längsschnitt der 2 ersichtlich ist, weisen beide Rohre 9 je ein gebördeltes Ende 9a auf, das in einer sog. Planabdichtung an je einem Dichtring 5 im Gehäuse 2 anliegt. Der Dichtring 5 ist bevorzugt in einem Einstich 6 im Gehäuse 2 eingesetzt, wie dies mit der entsprechenden Bezugslinie auf den inneren Eckbereich angedeutet ist. Das Gehäuse 2 ist hier als spiegelbildliche Geradverschraubung mit zwei Überwurfmuttern 4 versehen; es kann jedoch auch nur eine Verschraubung vorgesehen sein oder eine Winkelform, T-Form oder eine Kreuzform. Das Gehäuse 2 kann hierbei in Anpassung an das zu übertragende Fluid, insbesondere an die jeweils gewünschten Zuführwinkel, Durchlassquerschnitte usw., beispielsweise auch gekröpft gestaltet sein.
In der jeweiligen gegen das Gehäuse 2 verschraubten Überwurfmutter 4 ist eine Schraubsicherung 7 vorgesehen, die hier aus zwei gegeneinander drehbeweglichen Scheiben mit Keilrampen gebildet ist, so dass dieses Keilscheibenpaar 8 (vgl. 4) bei Vibrationen (beispielsweise in einem Fahrzeug) ein Lösen sicher verhindert, aber auch bei starken Druck- und/oder Temperaturschwankungen die Spannungen in der Hochdruckverschraubung 1 mindert, so dass Spitzenbelastungen reduziert werden. Insbesondere wird dadurch eine sichere Plananlage des gebördelten Rohrendes 9a an dem Dichtring 5 sichergestellt, um die Abdichtung zu gewährleisten. Das die Schraubsicherung 7 bildete Keilscheibenpaar 8 ist hierbei in einem Einstich 4a angeordnet, der mit einer Bezuglinie auf den inneren Eckbereich angedeutet und in 4 in größerem Maßstab dargestellt ist.
Bei der erfindungsgemäßen Hochdruckverschraubung 1 ist als Keilscheibenpaar 8 bevorzugt eine NORD-LOCK^®-Sicherung vorgesehen, die in 4 vergrößert dargestellt ist. Diese zeichnet sich nicht nur dadurch aus, dass an beiden Stirnflächen, also zum gebördelten Rohrende 9a hin und zum Einstich 4a Riffelungen vorgesehen sind, die sich in die Gegenfläche formschlüssig einprägen, sondern zwischen den beiden verklebten Scheiben des Keilscheibenpaares 8 mehrere Keilrampen mit einem Winkel α vorgesehen sind. Dieser Winkel α ist hierbei größer als die der Steigungswinkel β des Gewindes 3a zwischen Schraubstutzen 3 und Überwurfmutter 4. Wenn bei der Übertragung von gasförmigen und/oder flüssigen Fluiden z. B. Druckstöße auftreten, wie dies bei plötzlich öffnenden oder schließenden Ventilen zu erwarten ist, können sich die beiden Scheiben des Keilscheibenpaares 8 über die Keilrampen mit dem Winkel α gegeneinander verdrehen, so dass die zuverlässige Plananlage des gebördelten Rohrendes 9a am Dichtring 5 sichergestellt ist. Vorzugsweise besteht der Dichtring 5 aus PEEK (Polyetheretherketon), da dieser widerstandsfähige Werkstoff auch bei hohen Minustemperaturen und/oder Druckschwankungen eine hohe Medienbeständigkeit und Dichtheit bietet.
Zudem ist von Vorteil, dass die Überwurfmutter 4 den gehäuseseitige Schraubstutzen 3 in Axialrichtung relativ weit umgreift. Hierdurch wird das Rohrende 9a exakt und in stabiler Weise umgriffen. Selbst wenn das abstehende Rohr 9 Biegebelastungen ausgesetzt ist, wird sein gebördeltes Ende 9a aufgrund der exakten Einspannung und genauen Einpassung kaum Biegespannungen ausgesetzt. Daher kann die zur Abdichtung erforderliche plane Anlage am Dichtring 5 auch unter solchen Bedingungen gewährleistet werden.
Diese Gestaltung erlaubt zudem eine einfache Montage der in 3 perspektivisch dargestellten Hochdruckverschraubung 1, wobei eine sichere Verbindung bzw. Abdichtung auch bei hohen Drücken und/oder Temperatur- bzw. Druckschwankungen und/oder Vibrationsbelastungen sichergestellt werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0753698 A [0003]
WO 02/01105 [0003]

Claims

Hochdruckverschraubung für die Übertragung von gasförmigen und/oder flüssigen Fluiden, insbesondere zum Betanken von Fahrzeugen, umfassend ein Gehäuse mit einer Fluidpassage und wenigstens einem Schraubstutzen, an dem eine Überwurfmutter verschraubbar ist, sowie ein in die Überwurfmutter eingestecktes Rohr, dessen Ende gebördelt ist und an einem Dichtring plan anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem gebördelten Rohrende (9a) und der Überwurfmutter (4) ein Keilscheibenpaar (8) angeordnet ist.
Hochdruckverschraubung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Keilscheibenpaar (8) als NORD-LOCK^®-Sicherung ausgebildet ist, wobei der Winkel (α) der Keilscheiben größer als die Gewindesteigung (β) zwischen Schraubstutzen (3) und Überwurfmutter (4) ist.
Hochdruckverschraubung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Keilscheibenpaar (8) in einem ringförmigen Einstich (4a) der Überwurfmutter (4) benachbart zum gebördelten Rohrende (9a) eingesetzt ist.
Hochdruckverschraubung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des gebördelten Rohrendes (9a) etwas größer als der Durchmesser des Einstichs (4a) für das Keilscheibenpaar (8) ist.
Hochdruckverschraubung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des gebördelten Rohrendes (9a) etwas kleiner als das Gewinde (3a) am Schraubstutzen (3) ist.
Hochdruckverschraubung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) geradlinig, abgewinkelt, als T-Stück oder als Kreuzstück ausgebildet ist.
Hochdruckverschraubung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der bevorzugt in einem Einstich (6) im Gehäuse (2) eingesetzte Dichtring (5) aus einem druckfesten Kunststoff, insbesondere aus PEEK besteht.