DE102023114933A1

DE102023114933A1 - Wiedermontierbare Schneidringverschraubung

Info

Publication number: DE102023114933A1
Application number: DE102023114933.4A
Authority: DE
Inventors: Gerd Berghaus
Original assignee: Voss Fluid GmbH
Current assignee: Voss Fluid GmbH
Priority date: 2022-06-28
Filing date: 2023-06-07
Publication date: 2023-12-28

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schneidringverschraubung 100 zum Anschluss einer Rohrleitung 102. Diese umfasst einen Anschlussstutzen 104 mit einer Aufnahmeöffnung 106 für die Rohrleitung 102. Eine Überwurfmutter 110 ist auf den Anschlussstutzen 104 aufschraubbar. Zwischen dem Anschlussstutzen 104 und der Überwurfmutter 110 ist ein Schneidring 112 mit einem sich in Richtung des Anschlussstutzens 104 von einem Basisringteil 120 aus erstreckenden Schneidkantenabschnitt 122 angeordnet. Zwischen dem Schneidkantenabschnitt 122 und dem Basisringteil 120 ist ein Lagerabschnitt 124 mit einer radial nach außen weisenden äußeren Umfangsfläche 134 ausgebildet, auf welcher eine Schiebehülse 136 angeordnet ist. Die Schiebehülse 136 ist zwischen einer Stirnfläche 138 des Anschlussstutzens 104 und einer Lagerfläche 140 des Basisringteils 120 axial verspannbar. Das Basisringteil 120 weist an seiner dem Schneidkantenabschnitt 122 axial abgekehrten Seite eine Kontaktfläche 142 auf, welche zumindest bei einem Aufschrauben der Überwurfmutter 110 auf den Anschlussstutzen 104 an einer Schubfläche 144 der Überwurfmutter 110 zumindest in einem Teilbereich anliegt. Die Schiebehülse 136 ist um eine Montagelänge 146 plastisch verformbar, wobei die Montagelänge 146 maximal einem axialen plastischen Verformungspotential der Schiebehülse 136 entspricht. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Schneidring 112 mit einer Schiebehülse 136 einer derartigen Schneidringverschraubung 100.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schneidringverschraubung zum Anschluss einer Rohrleitung. Die Schneidringverschraubung umfasst einen Anschlussstutzen mit einer Aufnahmeöffnung für die Rohrleitung sowie eine Überwurfmutter, die auf den Anschlussstutzen aufschraubbar ist. Weiterhin ist zwischen dem Anschlussstutzen und der Überwurfmutter ein Schneidring angeordnet. Der Schneidring weist einen, sich in Richtung des Anschlussstutzens von einem Basisringteil aus erstreckenden, Schneidkantenabschnitt auf. Zwischen dem Schneidkantenabschnitt und dem Basisringteil ist ein Lagerabschnitt ausgebildet, welcher eine radial nach außen weisende äußere Umfangsfläche aufweist. Auf der äußeren Umfangsfläche ist eine axial verspannbare Schiebehülse angeordnet. Die Schiebehülse ist dabei zwischen einer Stirnfläche des Anschlussstutzens und einer Lagerfläche des Basisringteils des Schneidrings axial verspannbar. Das Basisringteil weist zudem an seiner dem Schneidkantenabschnitt axial abgekehrten Seite eine Kontaktfläche auf. Die Kontaktfläche des Basisringteils ist derart ausgebildet, dass zumindest bei einem Aufschrauben der Überwurfmutter auf den Anschlussstutzen die Kontaktfläche an einer Schubfläche der Überwurfmutter zumindest in einem Teilbereich anliegt.
Weiterhin betrifft die Erfindung einen Schneidring mit einer Schiebehülse, insbesondere zur Verwendung in einer derartigen Schneidringverschraubung.
Aus der DE 297 14 059 U1 ist eine Schneidringverschraubung bekannt. Bei dieser Schneidringverschraubung ist in axialer Richtung betrachtet auf einem vordersten Abschnitt des Schneidkantenabschnitts eine Dichtung angeordnet. Die Dichtung schließt eine starre Metallscheibe ein, welche als Stützelement für den Dichtungsring dient und zumindest teilweise auf einer äußeren Umfangsfläche des Schneidkantenabschnitts aufliegt. Bei der Montage wird die von der Dichtung umschlossene starre Metallscheibe von der übrigen Dichtung getrennt und zwischen einem Basisringteil des Schneidrings und einer Stirnfläche des Anschlussstutzens gespannt, allerdings nicht gestaucht bzw. plastisch verformt. Der Monteur erhält dadurch bei der Montage ein Feedback in Form einer Erhöhung des Drehmoments, wenn die gewünschte Einbaulage erreicht ist. Ein Nachteil besteht darin, dass bei einer wiederholten Montage der Schneidring leicht in den Einschnitt der ersten Schneidringmontage eingreift und der Monteur mit herkömmlichen Methoden, wie dem Zählen der Gewindedurchläufe beim Verschrauben der Überwurfmutter oder dem Messen des aufzubringenden Drehmoments, keine Möglichkeit hat, dass Einschneiden des Schneidrings in die Rohrleitung zu kontrollieren. Wenn bei der wiederholten Montage der Schneidring in den ersten Einschnitt erneut eingreift, ist der ordnungsgemäße Halt, insbesondere der Widerstand gegen in axial wirkende Belastungen, und die erforderliche Dichtigkeit nicht gewährleistet. Die starre Blockanschlagfunktion der Dichtung bzw. der Metallscheibe stellt keine sicherstellende Möglichkeit des Nachziehens der Verbindung bei einer Wiederholmontage bereit..
Aus der WO 97/20163 A1 ist eine Schneidringverschraubung bekannt, gemäß welcher auf einem Lagerabschnitt des Schneidrings, welcher zwischen einem Schneidkantenabschnitt und einem Basisringteil angeordnet ist, ein hülsenartiges Dichtelement angeordnet ist. Bei der Montage wird die Dichtung verpresst, woraufhin sie sich elastisch bis in die Gewindegänge der Überwurfmutter verformt. Dabei erzeugt die Dichtung nahezu keinen Kraftanstieg bei der Montagekennlinie, so dass dem Monteur das Detektieren der Endlage erschwert wird. Das auf dem Lagerabschnitt angeordnete Dichtelement dient dazu, Gas-Leckagen zu kompensieren und insbesondere ein Losdrehen der Überwurfmutter zu blockieren. Das hülsenartige Dichtelement ist dabei derart auf dem Basisringteil angeordnet, dass auf der druckabgewandten Seite ein Spalt zwischen dem Schneidring und der Überwurfmutter offen ist, was sich negativ auf die Dichtfunktion auswirkt und den maximalen Fluiddruck senkt. Ein Nachteil besteht auch bei dieser Schneidringverschraubung darin, dass der Monteur bei einer wiederholten Montage mit bekannten Techniken keine Möglichkeit hat, den korrekten Sitz des Schneidrings zu überprüfen.
Eine weitere Schneidringverschraubung ist aus der DE 102 51 204 A1 bekannt. Die Schneidringverschraubung weist einen starren, hülsenartigen und axial beweglich gelagerten Zentrierring auf, welcher insbesondere eine gummierte Oberfläche ausgebildet hat. Der Zentrierring wirkt einem Verkanten der Verschraubung entgegen und dient zudem der Fixierung des Schneidrings in einer Überwurfmutter. Bei der Montage hat der Zentrierring zudem die Wirkung, dass erst, wenn der Zentrierring an den beiden kreisringförmigen Anschlagflächen des Anschlussstutzens und des Basisringteils des Schneidrings anliegt, der Widerstand gegen eine weitere Verschiebung und damit das Drehmoment beim Anziehen der Überwurfmutter sprunghaft ansteigt, was dem Monteur die korrekte Einbaulage anzeigt. Ein weiteres Anziehen über diesen Drehmomentanstieg hinaus wäre nur unter Zerstörung zumindest einer Komponente der Schneidringverschraubung möglich. Es hat sich auch bei dieser Schneidringverschraubung als nachteilig herausgestellt, dass dem Monteur keine Möglichkeit des Nachziehens der Verbindung bei einer wiederholten Montage mit bekannten Techniken möglich ist.
Die EP 3 896 322 A1 offenbart eine weitere Schneidringverschraubung mit einer Dichtung, welche einstückig ausgebildet ist und bei der Montage in zwei Abschnitte, einen Dichtungsansatz und einen Halteabschnitt, von einem Anschlussstutzen abgeschert wird. Insbesondere in der Ausgangslage fixiert das Dichtelement den Schneidring in einer Überwurfmutter. Bei der Montage wird der Halteabschnitt der ursprünglich einstückigen Dichtung axial auf einer Umfangsfläche des Schneidrings verschoben, bis der abgetrennte Halteabschnitt in Anlage zu einer Lagerfläche eines Basisringteils des Schneidrings gelangt. Anhand des axialen Spalts zwischen dem Dichtungsansatz und dem Halteabschnitt der ursprünglich einstückigen Dichtung kann der Monteur bei einem Lösen der Schneidringverschraubung, bzw. dem Lösen einer auf dem Anschlussstutzen aufgeschraubten Überwurfmutter, die montagerichtige Lage überprüfen. Auch bei dieser Schneidringverschraubung hat es sich als nachteilig herausgestellt, dass der Monteur bei einer wiederholten Montage mit bekannten Techniken keine Möglichkeit hat, den korrekten Sitz des Schneidrings zu überprüfen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schneidringverschraubung bzw. einen Schneidring zur Verfügung zu stellen, welcher, insbesondere unter Beibehaltung der erforderten Dichtigkeit und des erforderlichen Halts, auf einer zu montierenden Rohrleitung wiedermontierbar ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 17 dadurch gelöst, dass die Schiebehülse derart ausgebildet ist, dass die Schiebehülse um eine Montagelänge plastisch verformbar ist, wobei die Montagelänge maximal einem axialen plastischen Verformungspotential der Schiebehülse entspricht.
Die montagerichtige Lage der Schneidringverschraubung bzw. des Schneidrings ist erreicht, wenn der Schneidring so tief in die Rohrleitung eingedrungen ist, dass sowohl die Dichtigkeit als auch der feste Halt der Schneidringverschraubung auf der zu montierenden Rohrleitung gewährleistet ist. Insbesondere ist es aus dem Stand der Technik bekannt, dies durch die Messung des auf die Überwurfmutter aufzubringenden Drehmoments oder durch die Messung des Drehwinkels der Überwurfmutter zu bestimmen.
Bei der Montage drückt die Überwurfmutter, beim Anziehen der Überwurfmutter, mit ihrer Schubfläche gegen die Kontaktfläche des Schneidrings. Dadurch wird der Schneidring auf der zu montierenden Rohrleitung in Richtung des Anschlussstutzens verschoben. Aufgrund der Verschiebung wirkt der Schneidkantenabschnitt mit einem Innenkonus des Anschlussstutzens derart zusammen, dass durch axiales Verspannen beim Anziehen der Überwurfmutter der Schneidring im Bereich des Schneidkantenabschnitts radial nach innen verformt (gestaucht) wird und dadurch mit zumindest einer radial nach innen weisenden, ringförmigen Schneidkante unter Kerbwirkung, insbesondere formschlüssig, in das Material der Rohrleitung eindringt bzw. einschneidet. Damit erfindungsgemäß detektiert werden kann, wann der Schneidring bei einer Wiederholmontage ausreichend tief in die Rohrleitung eingedrungen ist, wird regelmäßig eine Schiebehülse auf der äußeren Umfangsfläche des Schneidrings angeordnet, welche durch das Anziehen der Überwurfmutter zusammen mit dem Schneidring zunehmend in Richtung Anschlussstutzen verschoben und in montagerichtiger Lage zwischen Anschlussstutzen und Basisringteil des Schneidrings verspannt wird.
Die Schiebehülse besitzt ein plastisches Verformungspotential, um welches die Schiebehülse unter Beaufschlagung einer bestimmten Montagekraft axial plastisch verformt werden kann. Bei einem Kontakt der Schiebehülse mit der Stirnfläche des Anschlussstutzens und der Lagerfläche des Basisringteils kommt es beim Anziehen der Überwurfmutter zu einer Steigerung des aufzubringenden Drehmomentes. Erfindungsgemäß wird zumindest bei einer Wiederholmontage ab dem Zeitpunkt der Steigerung des Drehmoments die Überwurfmutter bzw. der von der Überwurfmutter angetriebene Schneidring um die Montagelänge weiter in Richtung Anschlussstutzen angezogen. Die Montagelänge entspricht maximal dem plastischen Verformungspotential der Schiebehülse und kann dabei mit gängigen Methoden, z. B. Zählen der Umdrehungen der Überwurfmutter, analoges/digitales Messen etc., bestimmt werden.
Zweckmäßig beträgt die Montagelänge eine axiale Strecke, um welche sich die Überwurfmutter bei einem Montagedrehwinkel von 30° axial in Richtung des Anschlussstutzens verschiebt.
In einer erfindungsgemäßen Ausführung ist vorteilhaft vorgesehen, dass bei der Erstmontage die Schiebehülse insbesondere nicht plastisch verformt wird. Zur Detektion der montagerichtigen Lage wird bei der Montage die Montagekraft bzw. das Montagedrehmoment gemessen. Bei der ersten Montage wird zweckmäßig auf eine axiale Stauchung der Schiebehülse verzichtet und die Montage wird beendet bei Erreichen des gewünschten Drehmomentes bzw. der gewählten Montagekraft, welche derart gewählt sind, dass noch keine plastische Verformung der Schiebehülse eintritt. Erst bei den folgenden Wiederholmontagen, zumindest einer Wiederholmontage, wird die gewählte Montagekraft überschritten und die Schiebehülse axial gestaucht. Durch die axiale Stauchung der Schiebehülse um die Montagelänge wird ein definierter Nachschnitt der Schneidkanten ins Rohr sichergestellt. Für eine solche Wiederholmontage kann exemplarisch eine Montagevorschrift vorsehen, dass in einem ersten Schritt das Drehmoment die Überwurfmutter bis auf ein Drehmoment von 100 Newtonmeter angezogen werden soll und in einem zweiten nachfolgenden Schritt die Überwurfmutter noch um einen Drehwinkel von 30° weiter angezogen werden soll. Aus dem Stand der Technik sind Drehmoment- / Drehwinkelschlüssel bekannt, welche eine derartige Montage ermöglichen.
In einer weiteren Ausführung kann die Schiebehülse auch derart ausgebildet sein, dass bereits bei der Erstmontage die Schiebehülse plastisch verformt wird. Insbesondere kann die Schiebehülse derart ausgebildet sein, dass die Montagelänge maximal dem halben plastischen Verformungspotential der Schiebehülse entspricht. Diese Ausführung ermöglicht, dass die Schiebehülse bereits nach der Erstmontage bei Erreichen der montagerichtigen Lage um die Montagelänge plastisch verformt ist und bei der Wiederholmontage ebenfalls um eine weitere Montagelänge plastisch verformbar ist. Alternativ kann bei dieser Ausführung vorgesehen sein, dass die Schiebehülse nach der Erstmontage bei Erreichen der montagerichtigen Lage unverformt ist und bei der ersten Wiederholmontage um die Montagelänge plastisch verformt ist und bei der zweiten Wiederholmontage ebenfalls um eine weitere Montagelänge plastisch verformbar ist. Die Anzahl der möglichen Wiederholmontagen ist dabei abhängig von dem Verhältnis zwischen der Montagelänge und dem plastischen Verformungspotential der Schiebehülse. So kann die Montagelänge exemplarisch auch einem Drittel, einem Viertel usw. des plastischen Verformungspotentials der Schiebehülse entsprechen.
Idealerweise entspricht die Montagelänge maximal einem Sechstel des plastischen Verformungspotentials der Schiebehülse, so dass, insbesondere die gemäß ISO 8434-1 und ISO 19879 geforderten, sechs Montagen (fünf Wiederholmontagen) durchgeführt werden können.
Zweckmäßig hat sich für das minimale Verformungspotential der Schiebehülse die Formel $n_{M o n t a g e} \times \frac{M o n t a g e d r e h w i n k e l}{360 °} \times P = m i n i m a l s V e r f o r m u n g s p o t e n t i a l$
mit $n_{M o n t a g e} = A n z a h l d e r W i e d e r h o l m o n t a g e n$
und $P = G e w i n d e s t e i g u n g$
erwiesen.
Für Rohrleitungen mit einem kleinen Leitungsdurchmesser, insbesondere einem Leitungsdurchmesser im Bereich von 6 mm bis 18 mm, beträgt eine Gewindesteigung der Überwurfmutter und des Anschlussstutzens vorzugsweise 1,5 mm. Insbesondere wenn die Montagelänge maximal einem Sechstel des plastischen Verformungspotentials der Schiebehülse entspricht, und mit einem bevorzugten Montagedrehwinkel von 30°, beträgt das minimale plastische Verformungspotential der Schiebehülse gemäß der obigen Formel $6 \times \frac{30 °}{360 °} \times 1,5 m m = 0,75 m m .$
Vorteilhaft für Rohrleitungen mit einem größeren Leitungsdurchmesser, insbesondere einem Leitungsdurchmesser im Bereich von 20 mm bis 42 mm, hat sich eine Gewindesteigung der Überwurfmutter und des Anschlussstutzens von 2,0 mm als zweckmäßig erwiesen. Insbesondere wenn die Montagelänge maximal einem Sechstel des plastischen Verformungspotentials der Schiebehülse entspricht, und mit einem bevorzugten Montagedrehwinkel von 30°, beträgt das minimale plastische Verformungspotential der Schiebehülse gemäß der obigen Formel $6 \times \frac{30 °}{360 °} \times 2 m m = 1 m m .$
Besonders vorteilhaft weist die Schiebehülse eine axiale Länge auf, welche vorzugsweise mindestens der doppelten Länge des plastischen Verformungspotentials entspricht, zweckmäßig mindestens der dreifachen Länge des plastischen Verformungspotentials entspricht, insbesondere mindestens der vierfachen Länge des plastischen Verformungspotentials entspricht.
Beispielsweise ist in einer vorteilhaften Variante nach der ersten Montage, wenn die Schneidringverbindung erstmals sich in einer montagerichtigen Lage befindet, die Schiebehülse um die erste Montagelänge plastisch verformt und dadurch kürzer. Bei einer Wiedermontage kommt es beim Anziehen der Überwurfmutter erst später zu der ersten Steigerung des Drehmoments und dem Beginn der Messung der Montagelänge. Erfindungsgemäß wird dadurch der Schneidring tiefer in die Rohrleitung getrieben und erneut mit dem Schneidkantenabschnitt gegen den Innenkonus des Anschlussstutzens gepresst. Infolgedessen ist auch bei der zweiten Montage gewährleistet, dass die Schneidringverschraubung sicher auf der zu montierenden Rohleitung angeordnet ist und die Dichtigkeit bewahrt bleibt.
Gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung ist die Schiebehülse aus einem weicheren Werkstoff als der Anschlussstutzen und der Schneidring ausgebildet. Diese zweckmäßige Ausbildung ermöglicht es, insbesondere die Schiebehülse plastisch zu verformen, ohne dass der Anschlussstutzen und der Schneidring beschädigt werden, und insbesondere, ohne dass die Schiebehülse strukturelle Änderungen wie Einschnitte oder Freistellungen aufweist.
In einer besonderen Ausführung der Erfindung ist die Schiebehülse aus einem Metall ausgebildet. Metalle weisen eine bevorzugte plastische Verformbarkeit als Indikator für die montagerichtige Lage der Schneidringverschraubung auf.
Bevorzugte Metalle als Werkstoff für die Schiebehülse sind insbesondere Aluminium, Messing, Stahl oder Edelstahl.
Zweckmäßig sind der Schneidring und der Anschlussstutzen korrespondierend zu der Schiebehülse aus einem härteren Werkstoff ausgebildet. Insbesondere sind der Schneidring und/oder der Anschlussstutzen aus Stahl oder Edelstahl, insbesondere in Kombination mit einer Oberflächenhärtung, ausgebildet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die Schiebehülse zumindest eine nutartig umlaufende Freistellung auf. Mittels der nutartigen Freistellung(en) sind die plastischen Verformungseigenschaften der Schiebehülse anpassbar. Insbesondere das auf die Überwurfmutter zum Anziehen aufzubringende Drehmoment oder der Drehmomentverlauf kann mittels der Freistellung(en) angepasst werden.
Zweckmäßig ist die Form und die Dimension der Freistellung(en) an das erforderliche plastische Verformungsverhalten anpassbar. Das erforderliche plastische Verformungsverhalten der Schiebehülse ist insbesondere abhängig von den Materialeigenschaften der jeweiligen Komponenten der Schneidringverschraubung, den Anforderungen an sicheren Halt und Dichtigkeit der Schneidringverschraubung und den vom Anwender gestellten Anforderungen an das haptische Feedback.
In einer besonderen Variante weist die Schiebehülse zumindest zwei, insbesondere drei, vorzugsweise vier umlaufende nutartige Freistellungen auf. Zweckmäßig sind die Freistellungen axial gleichmäßig zueinander beabstandet angeordnet. Es ist zudem möglich, dass die Freistellungen unterschiedliche Abstände zueinander besitzen und/oder dass die die jeweiligen Freistellungen unterschiedliche Dimensionen und/oder Formen aufweisen.
Es hat sich eine Ausführung als vorteilhaft erwiesen, gemäß welcher die Freistellung(en) auf in einer radial nach außen weisenden Außenumfangsfläche der Schiebehülse derart ausgebildet ist/sind, dass die nutartige(n) Freistellung(en) radial nach außen weisend geöffnet ist/sind. Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass die Freistellung(en) auf in einer radial nach innen zur äußeren Umfangsfläche des Schneidrings weisenden Innenfläche der Schiebehülse derart ausgebildet ist/sind, dass die nutartige(n) Freistellung(en) radial nach außen weisend und/oder radial nach innen weisend geöffnet ist/sind.
Insbesondere in dem Fall, dass mehrere nutartige Freischnitte axial beabstandet auf der Außenumfangsfläche der Schiebehülse angeordnet sind, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, dass die nutartigen Freischnitte derart in der Außenumfangsfläche oder Innenfläche der Schiebehülse ausgebildet sind, dass die Außenumfangsfläche oder die Innenfläche der Schiebehülse im Längsschnitt betrachtet ein Wellenprofil aufweist. Zweckmäßig werden dadurch Kanten und Ecken, welche möglicherweise ein Innengewinde der Überwurfmutter beschädigen oder sich in dem Innengewinde der Überwurfmutter verhaken könnten, verhindert. Zudem ermöglicht das Wellenprofil ein gleichmäßiges Stauchverhalten der Schiebehülse.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass die Schiebehülse zumindest über einen Teil ihrer axialen Länge im Längsschnitt betrachtet einen Wellenverlauf aufweist. Insbesondere ist jeweils bei einem radial nach außen weisenden Wellenberg die radial nach innen weisende Freistellung ausgebildet und jeweils bei einem radial nach innen weisenden Wellenberg die radial nach außen weisende Freistellung ausgebildet.
Zweckmäßig wird das Einknickverhalten des Schneidrings in seinem Schneidkantenabschnitt verbessert, indem in der äußeren Umfangsfläche des Schneidrings an dem Übergang des Schneidkantenabschnitts zu dem Lagerabschnitt umlaufend eine radial nach außen weisend geöffnete Nut ausgebildet ist. Durch die Nut wird das Material in der Übergangsstelle vom Schneidkantenabschnitt zum Lagerabschnitt geschwächt. Die geschwächte Stelle bzw. die Nut bildet dadurch einen definierten Knickpunkt, wenn der Anschlussstutzen mit seinem Innenkonus auf eine äußere Anlageseite des Schneidkantenabschnitts des Schneidrings einwirkt.
Gemäß einer Weiterentwicklung ist insbesondere in der Nut eine Dichtung, insbesondere eine Weichdichtung, angeordnet. Diese ist vorzugsweise bei der Montage gegen die Stirnfläche des Anschlussstutzens verpressbar. Die Dichtung, insbesondere die Weichdichtung, verbessert die Dichtigkeit des Schneidrings gegenüber dem Anschlussstutzen und ergänzt damit die metallische Dichtung, welche in einer montagerichtigen Lage der Schneidring mit seiner äußeren Umfangsfläche im Schneidkantenabschnitt mit dem Innenkonus des Anschlussstutzens bereitstellt.
Es hat sich insbesondere in Bezug auf die wiederholte Montierbarkeit als vorteilhaft herausgestellt, dass die Dichtung, insbesondere die Weichdichtung, ähnlich wie die Schiebehülse bei der Montage plastisch verformt wird. Insbesondere resultiert die Verformung aus einer Stauchung der Dichtung, insbesondere der Weichdichtung, wenn der Anschlussstutzen gegen die Dichtung, insbesondere die Weichdichtung, gepresst wird. Dadurch kann bei einer wiederholten Montage der Anschlussstutzen mit seiner Stirnfläche an der plastisch verformten Dichtung, insbesondere der Weichdichtung, angreifen und sie weiter stauchen. Bei der wiederholten Montage ist die Schiebehülse bereits um die Montagelänge gestaucht. Eine nicht plastisch verformte Dichtung, insbesondere die Weichdichtung, könnte einen Widerstand bei der Montage hervorrufen, welcher sich als Drehmomentanstieg auswirkt. Diese kann von einem Monteur fehlerhaft als Montageindikator für das Erreichen der montagerichtigen Lage interpretiert werden.
Insbesondere ist die Dichtung, insbesondere die Weichdichtung, aus einem plastoelastischen Werkstoff mit überwiegend plastischen Verformungseigenschaften mit einem Druckverformungsrest (nach ISO 815-1, Methode A, 24h - 20°C) zwischen 60 - 100 %, insbesondere 70 - 98 % oder noch bevorzugter 80 - 96 % ausgebildet. Zweckmäßig ist die Dichtung aus einem Polyurethan oder einem Polytetrafluorethylen ausgebildet. Diese Materialien haben sich hinsichtlich ihrer plastischen Verformungseigenschaften bzw. dem Verhältnis von elastischer Verformung und plastischer Verformung als vorteilhaft bewährt.
Zweckmäßig kann die Schiebehülse auf der äußeren Umfangsfläche des Schneidrings, insbesondere im Lagerabschnitt, axial verschoben werden und ist vorzugsweise in einem Vormontagezustand an der Lagerfläche des Basisringteils axial anliegend. Alternativ ist die axial verschiebbare Schiebehülse in dem Vormontagezustand von der Lagerfläche des Basisringteils beabstandet und wird während der Montage gegen die Lagerfläche des Basisringteils gepresst.
Zweckmäßig ist die Schiebehülse auf der äußeren Umfangsfläche des Schneidrings im Lagerabschnitt axial fixiert. Insbesondere ist die axial fixierte Schiebehülse an der Lagerfläche des Basisringteils anliegend angeordnet. Vorzugsweise ist die Schiebehülse mittels eines Presssitzes mit dem Schneidring verbunden.
Eine besondere Ausführung der Schiebehülse, zweckmäßig der axial verschiebbaren Schiebehülse, sieht vor, dass die Schiebehülse in dem Vormontagezustand, insbesondere mit einem axialen Spiel zur Lagerfläche des Basisringteils des Schneidrings, über der Nut angeordnet ist. Zweckmäßig ragt die Schiebehülse dabei bis in den Schneidkantenabschnitt hinein. Vorteilhaft sieht es eine Ausführung vor, dass die in der Nut angeordnete Dichtung, insbesondere die Weichdichtung, in der Nut von der Schiebehülse eingekapselt ist. Die Kapselung bietet einen Schutz und eine Verliersicherung für die Dichtung, insbesondere die Weichdichtung. Außerdem wird vermieden, dass die Dichtung, insbesondere die Weichdichtung, vor bzw. während der Montage verrutscht und z. B. von dem Gewinde beschädigt wird.
Bei der Montage wird die Schiebehülse von der Stirnfläche des Anschlussstutzens axial zu dem Basisringteil verschoben. Beim Verschieben wird insbesondere die Nut freigegeben, so dass der Anschlussstutzen in Anlagekontakt mit der Dichtung gerät. Insbesondere in Kombination mit einem Abknicken des Schneidkantenabschnitts im Bereich der Nut wird die Erreichbarkeit der Dichtung, insbesondere der Weichdichtung, für die Stirnfläche des Anschlussstutzens verbessert.
Insbesondere um das Abknickverhalten und die Erreichbarkeit der Dichtung, insbesondere der Weichdichtung, für die Stirnfläche des Anschlussstutzens weiterhin zu verbessern, weist der Schneidring im Schneidkantenabschnitt einen kleineren äußeren Umfang auf als im Lagerabschnitt. Diese Variante kann als Alternative und/oder Ergänzung zu den vorgenannten Ausführungen fungieren.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung und den abhängigen Unteransprüchen.
Es zeigen:

1 eine axiale Teilschnittansicht einer Schneidringverschraubung in einer Vormontagestellung mit einer in die Schneidringverschraubung eingeführten zu montierenden Rohrleitung,
2 eine perspektivische Ansicht eines Schneidrings mit einer Schiebehülse,
3 eine axiale Teilschnittansicht des Schneidrings mit der Schiebehülse gemäß 2,
4 eine Detailansicht des Bereichs A gemäß 1 in der Vormontagestellung,
5 eine Detailansicht des Bereichs A gemäß 1 in einer montagerichtigen Lage bei einer Erstmontage und
6 eine Detailansicht des Bereichs A gemäß 1 in einer montagerichtigen Lage bei einer Wiederholmontage.

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen.
Zu der anschließenden Beschreibung wird beansprucht, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele und dabei nicht auf alle oder mehrere Merkmale von beschriebenen Merkmalskombinationen beschränkt ist, vielmehr ist jedes einzelne Teilmerkmal des/jedes Ausführungsbeispiels auch losgelöst von allen anderen im Zusammenhang damit beschriebenen Teilmerkmalen für sich und auch in Kombination mit beliebigen Merkmalen eines anderen Ausführungsbeispiels von Bedeutung für den Gegenstand der Erfindung.
In 1 ist eine Schneidringverschraubung 100 zum Anschluss einer Rohrleitung 102 dargestellt. Die Schneidringverschraubung 100 weist dabei einen Anschlussstutzen 104 mit einer Aufnahmeöffnung 106 für die zu montierende Rohrleitung 102 auf. Der Anschlussstutzen 104 kann an einer fluidischen Kupplung, einer anderen Rohrleitung 102, einem Aggregat, einem Adapter usw. ausgebildet sein.
Die Aufnahmeöffnung 106 ist zweckmäßig durch eine Bohrung gebildet, die über eine radiale Ringstufe 108 in einem im Durchmesser reduzierten, sich weiter in den Anschlussstutzen 104 erstreckenden und vorzugsweise mit dem Innendurchmesser der zu montierenden Rohrleitung 102 insbesondere fluchtenden Kanal übergeht. Die Ringstufe 108 bildet vorzugsweise einen Rohranschlag für die zu montierende Rohrleitung 102, so dass sich die Rohrleitung 102 bei einem Montagevorgang auf der Ringstufe 108 abstützen kann.
Weiterhin umfasst die Schneidringverschraubung 100, wie in 1 dargestellt, eine Überwurfmutter 110, die auf den Anschlussstutzen 104 aufschraubbar ist. Im dargestellten Beispiel weist die Überwurfmutter 110 auf ihrer radialen Außenseite vorteilhaft einen Werkzeugangriff auf, wobei die Außenseite auch abweichende Konturen und Geometrien aufweisen kann.
Wie in 1 dargestellt ist, umfasst die Schneidringverschraubung 100 außerdem einen zwischen dem Anschlussstutzen 104 und der Überwurfmutter 110 angeordneten, vorzugsweise metallischen, Schneidring 112. Zweckmäßig weist die Überwurfmutter 110 einen radial nach innen weisenden Ringbund 114 auf, wobei der Ringbund 114 eine Durchführöffnung 116 für die zu montierende Rohrleitung 102 umschließt. Der Schneidring 112 ist insbesondere in den 2 und 3 dargestellt und umschließt ebenfalls eine Durchführöffnung 118 für die zu montierende Rohrleitung 102.
Der Schneidring 112 weist einen sich in Richtung des Anschlussstutzens 104 von einem Basisringteil 120 aus erstreckenden Schneidkantenabschnitt 122 auf, wobei zwischen dem Schneidkantenabschnitt 122 und dem Basisringteil 120 ein Lagerabschnitt 124 ausgebildet ist. Der Lagerabschnitt 124 und der Schneidkantenabschnitt 122 sind im Vergleich zu dem Basisringteil 120 im Durchmesser reduziert.
Die Aufnahmeöffnung 106 des Anschlussstutzens 104 erweitert sich in ihrem der Überwurfmutter 110 zugekehrten Endbereich über einen Innenkonus 128. In diesen Innenkonus 128 des Anschlussstutzens 104 greift der Schneidring 112 zumindest bei einem Montagevorgang mit dem Schneidkantenabschnitt 122 ein. Es ist vorteilhaft, wenn sich eine äußere Umfangsfläche 126 des Schneidrings in dem Schneidkantenabschnitt 122, korrespondierend zu dem Anschlussstutzen 104, über einen Außenkonus 130 in Richtung des Anschlussstutzens 104 verringert. Zweckmäßig wird dadurch ein Zusammenwirken mit dem Innenkonus 128 des Anschlussstutzens 104 im Bereich der Aufnahmeöffnung 106 verbessert. Zweckmäßig hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Lagerabschnitt 124 axial zu der Aufnahmeöffnung 106 gerade verläuft.
Zweckmäßig weist der Schneidring 112 auf der radial zur Durchführöffnung 116 liegenden Innenseite zumindest eine ringförmig umlaufende Schneidkante 132 auf, welche in die zu montierende Rohrleitung 102, wie in den 5 und 6 dargestellt, bei der Montage einschneidet.
Der Lagerabschnitt 124 weist, wie in den 1 bis 3 dargestellt, eine radial nach außen weisende äußere Umfangsfläche 134 auf, auf welcher eine Schiebehülse 136 angeordnet ist. Die Schiebehülse 136 ist dabei, insbesondere bei der Montage einer zu montierenden Rohrleitung 102, zwischen einer Stirnfläche 138 des Anschlussstutzens 104 und einer Lagerfläche 140 des Basisringteils 120 des Schneidrings 112 axial verspannbar. Exemplarisch ist ein derartiger Stauchvorgang in den 5 und 6 dargestellt.
Um Beschädigungen an den Bauteilen der Schneidringverschraubung 100, insbesondere dem Schneidring 112, dem Anschlussstutzen 104 und/oder der Überwurfmutter 110, zu vermeiden, ist die Schiebehülse 136 vorzugsweise aus einem weicheren Werkstoff als der Anschlussstutzen 104 und der Schneidring 112 ausgebildet.
Entsprechend 3 weist das Basisringteil 120 an seiner dem Schneidkantenabschnitt 122 axial abgekehrten Seite eine Kontaktfläche 142 auf. Zweckmäßig ist diese Kontaktfläche 142, wie in 3 dargestellt, als ein sich in Richtung Anschlussstutzen 104 erweiternder Außenkonus ausgebildet. Die Kontaktfläche 142 ist dabei derart ausgebildet, dass zumindest bei einem Aufschrauben der Überwurfmutter 110 auf den Anschlussstutzen 104 die Kontaktfläche 142 an einer Schubfläche 144 der Überwurfmutter 110 zumindest in einem Teilbereich anliegt. Es hat sich herausgestellt, dass die Schubfläche 144 der Überwurfmutter 110 als ein sich ebenfalls in Richtung des Anschlussstutzens 104 erweiternder Innenkonus, wie in 1 dargestellt, ausgebildet ist. Besonders vorteilhaft ist die Kontaktfläche 142 als Außenkonus und die Schubfläche 144 korrespondierend als Innenkonus ausgebildet.
In den 1 und 4 ist die Schneidringverschraubung 100 in einer Vormontagestellung gezeigt. In der Vormontagestellung befindet sich insbesondere die Überwurfmutter 110 in einem Gewindeeingriff mit dem Anschlussstutzen 104. Zweckmäßig ist dabei der zwischen dem Anschlussstutzen 104 und der Überwurfmutter 110 angeordnete Schneidring 112 in einem unverspannten Zustand. In der Vormontagestellung ist es nicht notwendig, dass die zu montierende Rohrleitung 102 in die Aufnahmeöffnung 106 und die Durchgangsöffnungen 116, 118 eingeführt ist. In dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist die zu montierende Rohrleitung 102 in die Aufnahmeöffnung 106 und die Durchgangsöffnungen 116, 118 der Schneidringverschraubung 100 in der Vormontagestellung eingeführt und in Anlage mit der Ringstufe 108.
Wie sich aus den 4 bis 5 ergibt, wirkt bei einem Anziehen der Überwurfmutter 110 der Schneidkantenabschnitt 122 mit dem Innenkonus 128 des Anschlussstutzens 104 derart zusammen, dass durch axiales Verspannen beim Anziehen der Überwurfmutter 110 der Schneidring 112 im Bereich des Schneidkantenabschnitts 122 radial nach innen verformt (gestaucht) wird. Aufgrund der Verformung kann der Schneidring 112 mit seinem Schneidkantenabschnitt 122 unter Kerbwirkung, insbesondere formschlüssig, in das Material der Rohrleitung 102 eindringen bzw. einschneiden. Insbesondere weist der Schneidkantenabschnitt 122 dafür zumindest einen, zweckmäßig zwei, wie in den 1 und 4 bis 6 dargestellt, axial beabstandete Schneidkanten 132 auf.
Wie sich aus den 5 und 6 ergibt, bewirkt der Schneidring 112 eine metallische Abdichtung durch unmittelbares Zusammenwirken mit dem Anschlussstutzen 104 und der Rohrleitung 102, wozu einerseits die Schneidkante 132 bzw. die Schneidkanten 132 unmittelbar in die Rohrleitung 102 einschneidet bzw. einschneiden. Andererseits bildet der Schneidkantenabschnitt 122 außenseitig eine Dichtfläche zur direkten, metallischen Anlage mit dem als Gegendichtfläche fungierenden Innenkonus 128 des Anschlussstutzens 104. Weiterhin kann auch die radial innere Umfangsfläche 126 des Schneidrings 112 als metallische Dichtfläche ausgebildet sein, die dann mit dem eine Gegendichtfläche bildenden Außenumfang der Rohrleitung 102 zusammenwirkt.
Hinsichtlich einer vorteilhaften Ausführung eines Innenkonuswinkels der Schubfläche 144 des Ringbundes 114 der Überwurfmutter 110 und/oder eines Außenkonuswinkels der Kontaktfläche 142 des Schneidrings 112 und/oder eines Außenkonuswinkels des Schneidrings 112 im Schneidkantenabschnitt 122 und/oder eines Innenkonuswinkels der Aufnahmeöffnung 106 des Anschlussstutzens 104 bzw. deren bevorzugten Verhältnisse zueinander, wird vollumfänglich auf die aus der DE 10 2018 117 593 A1 vorgestellten Ausführungen verwiesen.
Erfindungsgemäß ist die Schiebehülse 136 um eine Montagelänge 146 plastisch verformbar ausgebildet, wobei die Montagelänge 146 maximal einem axialen plastischen Verformungspotential der Schiebehülse 136 entspricht. Zweckmäßig entspricht die Montagelänge 146 maximal dem halben plastischen Verformungspotential der Schiebehülse 136.
Besonders bevorzugt entspricht die Montagelänge 146 maximal einem Sechstel des plastischen Verformungspotentials der Schiebehülse 136, so dass, insbesondere die gemäß ISO 8434-1 und ISO 19879 geforderten, sechs Montagen (fünf Wiederholmontagen) durchgeführt werden können.
Beispielhaft ist die Schiebehülse 136 derart ausgebildet, dass die Schiebehülse 136 insbesondere bei einer montagerichtigen Lage um die Montagelänge 146 plastisch verformt ist, wobei die Montagelänge 146 vorzugsweise maximal dem halben axialen plastischen Verformungspotential der Schiebehülse 136, besonders bevorzugt maximal einem Sechstel des axialen plastischen Verformungspotentials der Schiebehülse 136 entspricht. Die montagerichtige Lage der Schneidringverschraubung 100 ist nach einer Erstmontage in 5 und nach einer Wiederholmontage in 6 dargestellt. Aus den 5 und 6 ist deutlich erkennbar, dass die in 6 dargestellte Schiebehülse 136 um eine Montagelänge 146 weiter gestaucht ist als die in 5 dargestellte Schiebehülse 136 nach der Erstmontage.
Zweckmäßig ist die Schiebehülse 136 für eine vorteilhafte plastische Verformbarkeit aus einem Metall ausgebildet, insbesondere ist die Schiebehülse 136 aus Aluminium, Messing, Stahl oder Edelstahl ausgebildet.
Das plastische Verformungspotential ist die Länge, um welche die Schiebehülse 136 unter Beaufschlagung einer bestimmten Montagekraft axial plastisch verformt werden kann. Bei einem Kontakt der Schiebehülse 136 mit der Stirnfläche 138 des Anschlussstutzens 104 und der Lagerfläche 140 des Basisringteils 120 kommt es beim Anziehen der Überwurfmutter 110 zu einer Steigerung des aufzubringenden Drehmomentes. Erfindungsgemäß wird ab dem Zeitpunkt der Steigerung des Drehmoments die Überwurfmutter 110 bzw. der von der Überwurfmutter 110 angetriebene Schneidring 112 um die Montagelänge 146 weiter in Richtung des Anschlussstutzens 104 angezogen. Die Montagelänge 146 kann dabei mit gängigen Methoden, z. B. Zählen der Umdrehungen der Überwurfmutter 110, analoges/digitales Messen etc., bestimmt werden.
In einer vorteilhaften Ausführung ist nach der ersten Montage, siehe 5, die Schiebehülse 136 um die erste Montagelänge 146 plastisch verformt und dadurch kürzer. Bei einer Wiedermontage, siehe 6, kommt es beim Anziehen der Überwurfmutter 110 erst später zu einem Kontakt der Schiebehülse 136 mit der Stirnfläche 138 des Anschlussstutzens 104 und der Lagerfläche 140 des Basisringteils 120, und die erste Steigerung des Drehmoments und der Beginn der Messung der Montagelänge 146 erfolgt entsprechend später.
Eine besondere Ausführung sieht vor, dass die Schiebehülse 136 zumindest eine nutartig umlaufende Freistellung 148 aufweist. Besonders vorteilhaft weist die Schiebehülse 136 zumindest zwei, insbesondere drei, vorzugsweise vier umlaufende nutartige Freistellungen 148 auf. In den 1 und 3 bis 6 ist die vorteilhafte Ausführung mit drei Freistellungen 148 dargestellt. Ebenfalls in den 1 und 3 bis 6 ist dargestellt, dass die Freistellungen 148 vorzugsweise axial gleichmäßig zueinander beabstandet angeordnet sind. Gemäß einer nicht dargestellten Ausführung weisen die Freistellungen 148 zueinander unterschiedliche Abstände auf.
Vorzugsweise ist/sind die Freistellung(en) 148 auf einer radial nach außen weisenden Außenumfangsfläche der Schiebehülse 136 derart ausgebildet, dass die nutartige(n) Freistellung(en) 148, wie in den 1 und 3 bis 6 dargestellt, radial nach außen weisend geöffnet ist/sind. Eine nicht dargestellte Variante sieht es vor, dass die Freistellung(en) 148 an in einer radial nach innen zum Schneidring 112 weisenden Innenfläche derart ausgebildet ist/sind, dass die nutartige(n) Freistellung(en) 148 radial nach innen weisend geöffnet ist/sind. Zweckmäßig hat es sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn die Schiebehülse 136 sowohl in der Außenumfangsfläche zumindest eine radial nach außen weisend geöffnete Freistellung 148 und in der Innenfläche zumindest eine radial nach innen weisend geöffnete Freistellung 148 ausgebildet hat.
Entsprechend den Ausführungsbeispielen in den 1 und 3 bis 6 sind die nutartigen Freistellungen 148 vorzugsweise derart in der Außenumfangsfläche der Schiebehülse 136 ausgebildet, dass die Außenumfangsfläche der Schiebehülse 136 im Längsschnitt betrachtet ein Wellenprofil aufweist. Eine nicht dargestellte Variante sieht vor, dass die nutartigen Freistellungen derart auf der Innenfläche der Schiebehülse 136 ausgebildet sind, dass die Innenfläche der Schiebehülse 136 im Längsschnitt betrachtet ein Wellenprofil aufweist. Insbesondere für ein verbessertes Stauchverhalten sind die Wellentäler des Wellenprofils verrundet. Zweckmäßig können gemäß einer nicht dargestellten Variante die Wellenberge alternativ oder ergänzend ebenfalls verrundet ausgebildet sein, was insbesondere die Gefahr von Verletzungen und Beschädigungen der Komponenten reduziert.
Eine weitere Variante sieht vor, dass die Schiebehülse 136 zumindest über einen Teil ihrer axialen Länge im Längsschnitt betrachtet einen Wellenverlauf aufweist. Insbesondere ist jeweils bei einem radial nach außen weisenden Wellenberg die radial nach innen weisende Freistellung 148 ausgebildet und jeweils bei einem radial nach innen weisenden Wellenberg die radial nach außen weisende Freistellung 148 ausgebildet.
Um insbesondere das Einknickverhalten des Schneidrings 112 im Schneidkantenabschnitt 122 bei der Montage zu verbessern, sieht es eine besonders bevorzuge Ausführung vor, dass in der äußeren Umfangsfläche 126, 134 des Schneidrings 112 an dem Übergang des Schneidkantenabschnitts 122 zu dem Lagerabschnitt 124 umlaufend eine radial nach außen weisend geöffnete Nut 150 ausgebildet ist. Diese Ausführung ist insbesondere in den 1 und 3 bis 6 dargestellt.
Insbesondere wird bei einem Verschrauben der Überwurfmutter 110 mit dem Anschlussstutzen 104 der Innenkonus 128 des Anschlussstutzens 104 gegen die äußere, als Dichtfläche wirkende Anlageseite des Schneidkantenabschnitts 122 gepresst. Vorzugsweise ist die Nut 150 dabei derart ausgebildet, dass der Schneidkantenabschnitt 122 zum Lagerabschnitt 124 in einem Knickpunkt 152 radial nach innen abknickt. Dieser Knickpunkt 152 ist insbesondere im Bereich der den Schneidkantenabschnitt 122 vom Lagerabschnitt 124 trennenden Nut 150 angeordnet. Durch die konstruktive Gestaltung der Nut 150, insbesondere der verbleibenden Wandstärke des Schneidrings 112 am Nutgrund, lässt sich zudem das Verformungsverhalten bzw. das Abknickverhalten des Schneidkantenabschnitts 122 zum Lagerabschnitt 124 bei der Montage einstellen. Der Knickpunkt 152 ist exemplarisch in den 5 und 6 dargestellt.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass zusätzlich in der Nut 150 eine Dichtung 154, insbesondere eine Weichdichtung 154, angeordnet ist, welche zumindest bei der Montage gegen die Stirnfläche 138 des Anschlussstutzens 104, wie in den 5 und 6 dargestellt, verpressbar ist.
Insbesondere ist die Dichtung 154 bzw. die Weichdichtung 154 dabei, gemäß einer weiteren Ausführung, plastisch verformbar, so dass die Dichtung 154 bzw. Weichdichtung 154 die in der montagerichtigen Lage eingenommene Verformung bzw. Stauchung auch bei einem Lösen der Schneidringverschraubung 100 überwiegend beibehält. Insbesondere behält die Dichtung 154, insbesondere die Weichdichtung 154, nach einem Lösen der Schneidringverschraubung 100 im Anschluss an die Erstmontage und/oder eine Wiederholmontage überwiegend die in 5 dargestellte Form und nach einem Lösen der Schneidringverschraubung 100 im Anschluss an die darauffolgende Wiederholmontage überwiegend die in 6 dargestellte Form.
Besonders vorteilhaft sieht eine Ausführung vor, dass die Nut 150 und die Dichtung 154, insbesondere die Weichdichtung 154, derart ausgebildet sind, dass bei der Montage der Anschlussstutzen 104 mit seiner Stirnfläche 138, wie in den 5 und 6 dargestellt, derart an der Schiebehülse 136 anliegt, dass eine spaltfreie Dichtungskammer gebildet ist, in welcher die Dichtung 154, insbesondere die Weichdichtung 154, angeordnet ist. Zweckmäßig kann vorgesehen sein, dass kurz vor der montagerichtigen Lage der Erstmontage die Dichtungskammer für die Dichtung 154 bzw. Weichdichtung 154 vollständig, spaltfrei und druckfest geschlossen ist, wenn die Schiebehülse 136 zwischen der Lagerfläche 140 des Basisringteils 120 des Schneidrings 112 und der Stirnfläche 138 des Anschlussstutzens 104 anliegt. Durch den Kontakt der jeweiligen Flächen ist die Dichtung 154 bzw. die Weichdichtung 154 an diesem Punkt gegen Spaltextrusion geschützt. Durch die nun folgende Stauchung der Schiebehülse 136 um die Montagelänge 146 bei einem Erreichen der montagerichtigen Lage wird die Dichtungskammer, wie in den 5 und 6 dargestellt, verkleinert und die Dichtung 154, insbesondere die Weichdichtung 154, an den Innenkonus 130 des Anschlussstutzens 104 und die Schiebehülse 136 gepresst. Zweckmäßig wird mittels der Pressung eine sichere Abdichtung erzielt. Bei den nachfolgenden Wiederholmontagen wird durch die nachfolgenden Stauchungen der Schiebehülse 136 ein weiteres Anpressen der Dichtung 154, zweckmäßig der Weichdichtung 154, an den Innenkonus 130 des Anschlussstutzens 104 und die Schiebehülse 136 und resultierend daraus die Dichtheit sichergestellt.
Gute Resultate hinsichtlich der plastischen Verformung und/oder der Dichtungseigenschaften lassen sich insbesondere mit einem Polyurethan-Werkstoff oder einem Polytetrafluorethylen-Werkstoff für die Dichtung 154, insbesondere die Weichdichtung 154, erzielen. Zweckmäßig ist daher die Dichtung 154, insbesondere die Weichdichtung 154, aus einem plastoelastischen Werkstoff mit überwiegend plastischen Verformungseigenschaften mit einem Druckverformungsrest (nach ISO 815-1, Methode A, 24h - 20°C) zwischen 60 - 100 %, insbesondere 70 - 98 % oder noch bevorzugter 80 - 96 % ausgebildet.
Zweckmäßig kann die Schiebehülse 136, auf der äußeren Umfangsfläche 126, 134 des Schneidrings 112, insbesondere im Lagerabschnitt 124, axial verschoben werden. Dabei kann die Schiebehülse derart angeordnet sein, dass sie vorzugsweise in einem Vormontagezustand an der Lagerfläche 140 des Basisringteils 120, wie in den 1 und 4 dargestellt, axial anliegt oder in dem Vormontagezustand von der Lagerfläche 140 des Basisringteils 120 beabstandet angeordnet ist. Bei der Montage wird in diesem Fall die von dem Basisringteil 120 beabstandete Schiebehülse 136 gegen die Lagerfläche 140 des Basisringteils 120 gepresst.
Zweckmäßig wird die Schiebehülse 136 auf der äußeren Umfangsfläche 134 des Schneidrings 112 im Lagerabschnitt 124 axial fixiert. Insbesondere ist dabei die axial fixierte Schiebehülse 136 an der Lagerfläche 140 des Basisringteils 120 anliegend angeordnet. Exemplarisch kann eine derartige Fixierung mittels eines Presssitzes der Schiebehülse 136 auf der äußeren Umfangsfläche des Schneidrings 112 bereitgestellt werden.
Insbesondere ist die, vorzugsweise axial verschiebbare und zweckmäßig im Vormontagezustand ein axiales Spiel zur Lagerfläche 140 des Basisringteils 120 des Schneidrings 112 aufweisende, Schiebehülse 136 in ihrem Vormontagezustand über der Nut 150 angeordnet. Zweckmäßig ragt dabei die Schiebehülse 136 bis in den Schneidkantenabschnitt 122 des Schneidrings 112 hinein bzw. umgreift den Schneidkantenabschnitt 122 des Schneidrings 112 zumindest teilweise. Besonders vorteilhaft ist bei dieser Ausführung, dass die in der Nut 150 angeordnete Dichtung 154, insbesondere die Weichdichtung 154, im Vormontagezustand von der Schiebehülse 136 in der Nut 150 eingekapselt ist. Daraus ergeben sich insbesondere Vorteile hinsichtlich einer Verlier- und Lagesicherung der Dichtung 154, insbesondere der Weichdichtung 154, sowie ein Schutz vor äußeren Einflüssen in einem zerlegten Zustand der Schneidringverschraubung 100 in seine jeweiligen Komponenten.
In den 5 und 6 ist besonders ein vorteilhaftes Verschieben der Nut 150, die einen Knickpunkt 152 zum Abknicken des Schneidkantenabschnitts 122 bildet, und der in dieser Nut 150 angeordneten Dichtung 154, insbesondere der Weichdichtung 154, dargestellt. Bei der Montage wird die Schiebehülse 136 von der Stirnfläche 138 des Anschlussstutzens 104 axial zu dem Basisringteil 120 verschoben bzw. gestaucht. Beim Verschieben wird insbesondere die Nut 150 freigegeben, so dass der Anschlussstutzen 104 in Anlagekontakt mit der Dichtung 154 bzw. der Weichdichtung 154 gerät. Durch das Abknicken des Schneidkantenabschnitts 122 kann der Anschlussstutzen 104 mit seiner Stirnfläche 138 in die Nut 150 eingreifen und die Dichtung 154 bzw. Weichdichtung 154 verpressen.
Weiterhin sieht es eine Variante vor, das Abknickverhalten und die Erreichbarkeit der Dichtung 154 bzw. der Weichdichtung 154 für die Stirnfläche 138 des Anschlussstutzens 104 zu optimieren, indem der Schneidring 112 im Schneidkantenabschnitt 122 einen kleineren äußeren Umfang als im Lagerabschnitt 124 aufweist. Exemplarisch ist in den 1 und 4 zu erkennen, dass der Schneidring 112 im Schneidkantenabschnitt 122 einen kleineren äußeren Umfang aufweist als im Lagerabschnitt 124.
Vorzugsweise weist der Schneidring 112 im Bereich seiner der Rohrleitung 102 zugekehrten Innenfläche seines Basisringteils 120 eine Innendichtung 156 auf. Diese Variante ist in den 1 und 3 bis 6 dargestellt. Insbesondere ist diese Innendichtung 156 in einer inneren Umfangsnut 158 als Ringdichtung 156, vorzugsweise als Weichdichtung, bevorzugt als ein O-Ring, angeordnet. Die Innendichtung 156 dient vorteilhaft zum Abdichten eines möglicherweise zwischen der zu montierenden Rohrleitung 102 und dem Schneidring 112 auftretenden Leckage.
Vorteilhafterweise ist die Innendichtung 156 im Bereich eines Endabschnitts des Schneidrings 112 im Bereich der Kontaktfläche 142, insbesondere der als Außenkonus ausgebildeten Kontaktfläche 142, des Basisringteils 120 angeordnet.
Gemäß einer nicht dargestellten Ausführung weist der Schneidring 112 in der Vormontagestellung der Schneidringverschraubung 100 eine der Rohrleitung 102 zugekehrte innere Umfangsfläche auf, die mit ihrem Endabschnitt im Bereich der Kontaktfläche 142, insbesondere der als Außenkonus ausgebildeten Kontaktfläche 142, insbesondere unter einem spitzen Winkel zu einer äußeren Umfangsfläche der zu montierenden Rohrleitung 102 verläuft. Vorzugsweise ist der Übergang zwischen dem Endabschnitt des Basisringteils 120 und der Konusfläche des Außenkonus abgerundet.
Vorzugsweise sind die Konuswinkel der als Außenkonus ausgebildeten Kontaktfläche 142 und der als Innenkonus ausgebildeten Schubfläche 144 derart ausgebildet, dass beim Anziehen der Überwurfmutter 110 lokal eine Verformung des Basisringteils 120 bewirkt wird, so dass eine Spaltfreiheit zu der zu montierenden Rohrleitung 102 im Bereich des Endabschnittes im Bereich der Kontaktfläche 142 hinter der Innendichtung 156 erreicht wird. Zweckmäßig ist es vorteilhaft, wenn zwischen dem Schneidring 112 und der Innendichtung 156 vor dem Anziehen der Überwurfmutter 110 ein Spalt zu der zu montierenden Rohrleitung 102 besteht. Vorteilhaft wird der Spalt bei der Montage bzw. dem Anziehen der Überwurfmutter 110 geschlossen, insbesondere wird der Spalt hinter der Innendichtung 156 geschlossen, so dass eine Spaltextrusion vermieden wird. Bezüglich der konstruktiven Gestaltung der inneren Umfangsfläche 126 des Schneidrings 112, insbesondere derer Winkelbemaßungen sowie der Winkelbemaßungen der Kontaktfläche 142 des Schneidrings 112, und der Schubfläche 144 der Überwurfmutter 110 und dem Zusammenwirken der einzelnen Flächen wird vollumfänglich auf die DE 10 2018 117 593 A1 verwiesen.
Erfindungsgemäß ist zudem der Schneidring 112 mit der Schiebehülse 136 selbst, welcher insbesondere für eine der vorgenannten Varianten der Schneidringverschraubung 100 geeignet ist. Es ist dabei im erfinderischen Sinne vorgesehen, dass die Schiebehülse 136 derart ausgebildet ist, dass die Schiebehülse 136 bei einer montagerichtigen Lage um eine Montagelänge 146 plastisch verformt ist, wobei die Montagelänge 146 maximal einem axialen plastischen Verformungspotential der Schiebehülse 136 entspricht.
Gemäß optionaler Varianten des Schneidrings 112 mit der Schiebehülse 136 kann der Schneidring 112 und/oder die Schiebehülse 136 zusätzlich die vorgenannten, den Schneidring 112 und/oder die Schiebehülse 136 betreffenden Merkmale einzeln oder in Kombination aufweisen.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Es wird ausdrücklich betont, dass die Ausführungsbeispiele nicht auf alle Merkmale in Kombination beschränkt sind, vielmehr kann jedes einzelne Teilmerkmal auch losgelöst von allen anderen Teilmerkmalen für sich eine erfinderische Bedeutung haben. Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die im Anspruch definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des Anspruchs weggelassen beziehungsweise durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann.
Bezugszeichenliste

100: Schneidringverschraubung
102: Zu montierende Rohrleitung
104: Anschlussstutzen
106: Aufnahmeöffnung
108: Ringstufe
110: Überwurfmutter
112: Schneidring
114: Ringbund
116: Durchführöffnung der Überwurfmutter
118: Durchführöffnung des Schneidrings
120: Basisringteil
122: Schneidkantenabschnitt
124: Lagerabschnitt
126: Äußere Umfangsfläche des Schneidrings im Schneidkantenabschnitt
128: Innenkonus des Anschlussstutzens
130: Außenkonus des Schneidrings im Schneidkantenabschnitt
132: Schneidkante
134: Äußere Umfangsfläche des Schneidrings im Lagerabschnitt
136: Schiebehülse
138: Stirnfläche
140: Lagerfläche
142: Kontaktfläche
144: Schubfläche
146: Montagelänge
148: Freistellungen
150: Nut
152: Knickpunkt
154: Dichtung bzw. Weichdichtung
156: Innendichtung
158: Umfangsnut

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 29714059 U1 [0003]
WO 9720163 A1 [0004]
DE 10251204 A1 [0005]
EP 3896322 A1 [0006]
DE 102018117593 A1 [0057, 0082]

Claims

Schneidringverschraubung (100) zum Anschluss einer Rohrleitung (102) umfassend einen Anschlussstutzen (104) mit einer Aufnahmeöffnung (106) für die Rohrleitung (102) sowie eine Überwurfmutter (110), die auf den Anschlussstutzen (104) aufschraubbar ist, und einen zwischen dem Anschlussstutzen (104) und der Überwurfmutter (110) angeordneten Schneidring (112) mit einem sich in Richtung des Anschlussstutzens (104) von einem Basisringteil (120) aus erstreckenden Schneidkantenabschnitt (122), wobei zwischen dem Schneidkantenabschnitt (122) und dem Basisringteil (120) ein Lagerabschnitt (124) ausgebildet ist, welcher eine radial nach außen weisende äußere Umfangsfläche (134) aufweist, auf welcher eine Schiebehülse (136) angeordnet ist, wobei die Schiebehülse (136) zwischen einer Stirnfläche (138) des Anschlussstutzens (104) und einer Lagerfläche (140) des Basisringteils (120) des Schneidrings (112) axial verspannbar ist, wobei das Basisringteil (120) an seiner dem Schneidkantenabschnitt (122) axial abgekehrten Seite eine Kontaktfläche (142) aufweist, welche derart ausgebildet ist, dass zumindest bei einem Aufschrauben der Überwurfmutter (110) auf den Anschlussstutzen (104) die Kontaktfläche (142) an einer Schubfläche (144) der Überwurfmutter (110) zumindest in einem Teilbereich anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebehülse (136) um eine Montagelänge (146) plastisch verformbar ist, wobei die Montagelänge (146) maximal einem axialen plastischen Verformungspotential der Schiebehülse (136) entspricht.
Schneidringverschraubung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagelänge (146) maximal dem halben axialen plastischen Verformungspotential der Schiebehülse (136) entspricht.
Schneidringverschraubung (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagelänge (146) maximal einem Sechstel des axialen plastischen Verformungspotentials der Schiebehülse (136) entspricht.
Schneidringverschraubung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebehülse (136) aus einem weicheren Werkstoff als der Anschlussstutzen (104) und/oder der Schneidring (112) ausgebildet ist.
Schneidringverschraubung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebehülse (136) aus einem Metall ausgebildet, insbesondere aus Aluminium, Messing, Stahl oder Edelstahl ausgebildet ist.
Schneidringverschraubung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebehülse (136) zumindest eine nutartig umlaufende Freistellung (148) aufweist.
Schneidringverschraubung (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebehülse (136) zumindest zwei, insbesondere drei, vorzugsweise vier umlaufende nutartige Freistellungen (148) aufweist, wobei die Freistellungen (148) axial gleichmäßig zueinander beabstandet angeordnet sind.
Schneidringverschraubung (100) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Freistellung(en) (148) auf einer radial nach außen weisenden Außenumfangsfläche der Schiebehülse (136) und/oder auf einer radial nach innen zur äußeren Umfangsfläche (134) des Schneidrings (112) weisenden Innenfläche der Schiebehülse (136) derart ausgebildet ist/sind, dass die nutartige(n) Freistellung(en) (148) radial nach außen weisend und/oder radial nach innen weisend geöffnet ist/sind.
Schneidringverschraubung (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die nutartigen Freistellungen (148) derart auf der Außenumfangsfläche oder der Innenfläche der Schiebehülse (136) ausgebildet sind, dass die Außenumfangsfläche oder die Innenfläche der Schiebehülse (136) im Längsschnitt betrachtet ein Wellenprofil aufweist.
Schneidringverschraubung (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebehülse (136) zumindest über einen Teil ihrer axialen Länge im Längsschnitt betrachtet einen Wellenverlauf aufweist, wobei jeweils bei einem radial nach außen weisenden Wellenberg die radial nach innen weisende Freistellung (148) ausgebildet ist und jeweils bei einem radial nach innen weisenden Wellenberg die radial nach außen weisende Freistellung (148) ausgebildet ist.
Schneidringverschraubung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der äußeren Umfangsfläche (126) des Schneidrings (112) an dem Übergang des Schneidkantenabschnitts (122) zu dem Lagerabschnitt (124) umlaufend eine radial nach außen weisend geöffnete Nut (150) ausgebildet ist.
Schneidringverschraubung (100) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (150) derart ausgebildet ist, dass bei einem Verschrauben der Überwurfmutter (110) mit dem Anschlussstutzen (104) eine Innenkonusfläche des Anschlussstutzens (104) gegen eine äußere Anlageseite des Schneidkantenabschnitts (122) derart gepresst wird, dass der Schneidkantenabschnitt (122) zum Lagerabschnitt (124) in einem Knickpunkt (152) radial nach innen abknickt, wobei der Knickpunkt (152) im Bereich der den Schneidkantenabschnitt (122) vom Lagerabschnitt (124) trennenden Nut (150) angeordnet ist.
Schneidringverschraubung (100) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Nut (150) eine Weichdichtung (154) angeordnet ist, welche zumindest bei der Montage gegen die Stirnfläche (138) des Anschlussstutzens (104) verpressbar ist.
Schneidringverschraubung (100) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Weichdichtung (154) aus einem plastoelastischen Werkstoff mit überwiegend plastischen Verformungseigenschaften mit einem Druckverformungsrest (nach ISO 815-1, Methode A, 24h - 20°C) zwischen 60 - 100 %, insbesondere 70 - 98 % oder noch bevorzugter 80 - 96 % ausgebildet ist.
Schneidringverschraubung (100) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Weichdichtung (154) aus einem Polyurethan ausgebildet ist.
Schneidringverschraubung (100) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Weichdichtung (154) aus einem Polytetrafluorethylen ausgebildet ist.
Schneidringverschraubung (100) nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebehülse (136) zumindest in einem Vormontagezustand über der Nut (150) angeordnet ist und insbesondere bis in den Schneidkantenabschnitt (122) ragt, so dass insbesondere die in der Nut (150) angeordnete Weichdichtung (154) in der Nut (150) von der Schiebehülse (136) eingekapselt ist.
Schneidringverschraubung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidring (112) im Schneidkantenabschnitt (122) einen kleineren äußeren Umfang aufweist als im Lagerabschnitt (124).
Schneidring (112) mit einer Schiebehülse (136), insbesondere für eine Schneidringverschraubung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebehülse (136) derart ausgebildet ist, dass die Schiebehülse (136) um eine Montagelänge (146) plastisch verformbar ist, wobei die Montagelänge (146) maximal einem axialen plastischen Verformungspotential der Schiebehülse (136) entspricht.
Schneidring (112) mit einer Schiebehülse (136) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidring (112) und/oder die Schiebehülse (136) die den Schneidring (112) und/oder die Schiebehülse (136) betreffenden Merkmale nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 17 aufweisen.