DE1049647B - Rohrverbindung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT 1049

ANME LDETAG:

B EKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT;

AUSGABE DER
PATENTSCHRIFT:

KL.47f 8/03

INTERNAT. KL. F 06 1

2 3. JUNI 1953

29. JANUAR 19 50 13. AUGUST 1959

stimmt Oberein mit auslegeschrift

1 049 647 (G 12041 XII/47f)

Die Erfindung betrifft eine Rohrverbindung, insbesondere für Hochdruckrohre, mit einem Druck- oder Führungsring und einem gegen diesen mittels eines Spanngliedes, z. B. einer Überwurfmutter od. dgl., angepreßten Dicht- oder Klemmring mit an der Innenwand befindlichen Schneidkanten, die besonders für die Verwendung bei hohe Drücke aufnehmenden Rohrleitungen zumeist kleinen Durchmessers und geringer Wandstärke aus Kupfer oder Stahl geeignet ist und den Anschluß solcher Leitungen an beliebige öffnungen von Anschlußstücken mit ebenen Stirnflächen fest und dicht ermöglicht, wobei die Rohrleitungen nicht axial herangeführt oder in das Anschlußstück eingeschoben werden müssen, sondern lediglich quer zur Rohrachse herangebracht und angeschraubt werden.

Dabei wird von einer an sich bekannten Ausführung von Hochdruckrohrverschraubungen Gebrauch gemacht, bei der durch eine Überwurfmutter ein ver formbarer konischer Klemmring mit einer Schneidkante, die in die Rohrwand eindringt, in den Innenkonus eines Führungsringes hineingedrückt und dadurch radial gegen die Rohroberfläche gepreßt wird und ferner der Führungsring stirnseitig eine ringförmige Schneidkante aufweist, mit der er dichtend an die ebene Stirnfläche des Anschluß Stückes gepreßt wird. Eine solche Rohrverbindung entspricht aber bei Vorliegen ungünstiger Bedingungen nicht allen Anforderungen hinsichtlich der bei hydraulischen Anlagen zu fordernden zuverlässigen Dichtheit, insbesondere bei Schwi'ngungsbeanspruchungen. Bei dieser Ausführung dringt nämlich die zum Festhalten des Rohres bei starkem Axialzug dienende Schneidkante scharf und tief in die Rohrwand ein und führt, insbesondere bei dünnwandigen Rohren, zur Zerstörung der Rohrwand. Aber auch dann, wenn eine Zerstörung beim Anziehen der Verschraubung noch nicht eintritt, können Schwingungsbeanspruchungen oder ein im Fall auftretender Undichtheit erforderliches Nachziehen zur Zerstörung führen. Ferner läßt sich, wenn die stirnseitige Schneidkante des Führungsringes in der Weise an die Gegenfläche des Anschlußstückes geschoben wird, daß der Axialschub der Überwurfmutter zunächst auf den Klemmring Überträgen, von diesem (nach Eindringen seiner Schneidkante in die Rohroberfläche) auf das Rohr geleitet und von dessen Stirnfläche an den Führungsring weitergegeben wird, eine hinreichende Dichtheit nicht erreichen, wenn die Rohrwand nicht genügend dick und der Rohrwerkstoff nicht genügend fest sind, um einen starken Axialschub übertragen zu können.

Diesen Schwierigkeiten wird bei der Rohrverbindung nach der Erfindung dadurch vorgebeugt, daß der Klemmring nur geringe Wandstärke aufweist und aus einem Werkstoff besteht, dessen Härte zwar über der Rohrverbindung

Patentiert für:

Jean Louis Gratzmuller, Paris

Beanspruchte Priorität: Frankreich vom 25. Juni 1952

Jean Louis Gratzmuller, Paris, ist als Erfinder genannt worden

des Rohrweckstoffes liegt, jedoch geringer ist ale die des Werkstoffes des steif ausgebildeten und beim Anziehen der Verschraubung unverformbaren Führungsringes. Auch weisen der Außenkonus des Klemmringes und der Innenkonus des Führungsringes gleiche Konizität auf. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Klemmring im wesentlichen radial zusammengedrückt wird, so daß er sich auf volle Länge der komischen Kontaktflächen radial verformt und sich an die Rohroberfläche anlegt. Dabei drücken sich zwar die am Innenrand des Klernmringes angeordneten ringförmigen Vorsprünge auf Grund ihrer gegenüber dem Rohrwerkstoff größeren Härte in an sich bekannter Weise in die Rohroberfläche ein und bilden eine formschlüssige, gegen Axialzug widerstandsfähige Verbindung, zugleich ergibt sich aber durch die breite Anlagefläche zwischen Klemmring und Rohrwand, »bedingt durch relativ breite Ringflächen ohne Rillen vor und hinter dem Bereich, in welchem der Klemmring scharfkantige Rillen aufweist, eine von reinen Klemmverbindungen bekannte, auch bei Schwingungsbeanspruchung dichtbleibende, satte Anlage, ohne daß für das Rohr Gefahr besteht, durchschnitten zu werden.

Wenngleich die Dichtheit der Verbindung durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des gut verformbaren Klemmringes und des nichtverformbaren Führungsringes günstig beeinflußt wird, bleibt dabei aber die Dichtheit an der Stelle, wo die stirn?_veitige Schneidkante des Führüngsringes an der ebenen Stirnfläche des Anschlußstückes anliegt, mangelhaft. Es werden deshalb weiter erfindungsgemäß die Länge des Füh-

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rungsringes und die Länge des Klemmringes so auf- größten Anßendurchmessers des kegelförmigen Ringeinander abgestimmt, daß die radiale Schulter der teils einen erheblichen Kraftaufwand erfordert, der Überwurfmutter, mit der diese den konisch verform- mit einer entsprechend stärken Beanspruchung des baren Klemmring in den Innenkonus des unverform- Ringes durch ein mittels der Überwurfmutter auf ihn baren Führungsringes axial hineinschiebt, an der 5 ausgeübtes Drehmoment verbunden ist. Ferner bleibt rückwärtigen Stirnfläche des Führungsringes dann zur bei der bekannten Verbindung ein Zwischenraum zwi-Anlage kommt, wenn der Klemmring in den Füh- sehen der Rohraußenfläche und der Innenfläche des rungsring eingeschoben ist und er das Rohr festge- sie aufnehmenden Ringteils,- der eine einwandfreie spannt hat. Sobald nämlich dieser Zustand erreicht ist, Abdichtung nicht gewährleisten kann,
drückt die Schulter der Überwurfmutter das Rohr, io Es sind ferner Rohrverbindungen mit zwei Überdien Klemmring und den Führungsring, die durch die wurfmuttern bekannt, von denen jede einen Klemmwirkung des Klemmringes zu einer Einheit verspannt ring aufweist. Die Ränder dieser Ringe werden beim sind, gemeinsam mit voller Kraft axial gegen die Anziehen der Muttern in die zu verbindenden Rohre Stirnfläche des Anschluß Stückes, so daß die stirnseitige eingedrückt. Die Ränder der Klemmringe sind aber so Schneide des Führungsringes in die ebene Gegenfläche 15 ausgebildet, daß die erstrebte Dichtungswirkung bei eindringen kann und so eine dichte Verbindung her- einem stärkeren Anziehen der Verschraubung infolge stellt. einer dabei eintretenden Verformung dieser Ränder Dabei tritt diese Wirkung auch dann ein, wenn es beeinträchtigt oder wieder aufgehoben werden kann, sich etwa um dünnwandige Kupferrohre handelt. Um Es sind auch Rohrverbindungen bekannt, die mit diese Wirkung zu erzielen, ist es jedoch nicht erfor- 20 einem Ring arbeiten und entweder an einem Anschlußderlich, daß die Überwurfmutter selbst sowohl am stück oder an der Überwurfmutter einen Innenkegel Klemmring als auch am Führungsring angreift, viel- aufweisen, der mit einem entsprechenden Kegel des mehr kann erfindungsgemäß der Klemmring in seinem Klemmringes zusammenarbeitet. Bei solchen Verbinrückwärtigen Teil einen ringförmigen Bund besitzen, düngen muß das eine Rohr auf jeden Fall in -axialer der ihn dort, wo er keiner radialen Zusammendrückung 25 Richtung in das Anschhißstück hineingesteckt oder unterliegt, versteift und der dann, wenn der Klemm- aus dem Anschlußstück herausgezogen werden. Eine ring hinreichend tief in den Führungsring eingescho- solche z. B. bei Reparaturen notwendige Längsfoeweben ist, an der rückwärtigen Stirnfläche des Füh- gung des Rohres kann in gewissen Fällen, z.B. beim rungsringes zur Anlage kommt und nun den Axial- Auswechseln eines zwischen zwei Rohren liegenden schub der Überwurfmutter mittelbar in eine An- 30 dritten Rohres, wegen Platzmangels sehr nachteilig drückung der stirnseitigen Schneide des Führungs- sein und die Anwendbarkeit der Verbindung in Frage ringes an die Gegenfläche des Anschluß Stückes über- stellen. Ferner besteht auch bei dieser Rohrverbindung trägt. Die letztere Ausführungsform der Erfindung hat wie bei allen mit einem einzigen Dichtungsring arbeinoch den Vorzug, daß die kraftübertragende Beruh- tenden die bereits erwähnte Gefahr eines zu tiefen, rungsfläche zwischen Überwurfmutter und Kleimmring 35 zum Zerschneiden des Rohres führenden Eindrückens klein gehalten werden kann, was im Hinblick darauf, der Schneidkante in den Rohrmantel,
daß zwischen den hier aneinanderliegenden Teilen Bei der Rohrverbindung nach der Erfindung sind gleitende Reibung auftritt, wesentlich ist. solche nachteiligen Wirkungen vermieden.

Bei der Rohrverbindung gemäß der Erfindung wird Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an

zwar von bei ähnlichen Rohrverbindungen bekannten 4° Hand von Ausführungsbeispielen, und zwar zeigt

Maßnahmen Gebrauch gemacht, die Maßnahmen sind Fig. 1 einen Axialschnitt einer Rohrverbindung

aber so ausgewählt und abgewandelt worden, daß sie gemäß der Erfindung,

sich funktionell ergänzen, indem einerseits die ge- Fig. 2 einen Axialschnitt durch die zwei Ringe

meinsame Anwendung einer radial verformbaren einer Rohrverbindung .gemäß der Erfindung, wobei

Klemmhülse und eines möglichst unverformbaren 45 der innere Ring gegen Fig. 1 keinen Bund 9 aufweist,

Führungsringes, beide in besonderer Ausgestaltung Fig. 3 einen Axialschnitt, welcher die Rohrvenbin-

ihrer Formen, eine auch dünnwandige Rohre schonend, dung nach Fig. 1 und 2 vor ihrer Befestigung an einem

aber fest erfassende und selbst bei Schwingungs- Anschlußstück 11 mit ebener Stirnfläche 15 darstellt,

beanspruchung dichtbleibende Verbindung verbürgen, Fig. 4 die gleichen Elemente wie Fig. 3, jedoch

jedoch mit Rücksicht auf eine ebenfalls dichte Verbin- 50 nach dem Aufschrauben auf das Anschlußstück 11,

dung zwischen dem Führungsring und dem Anschluß- Fig. 5 ein an einem Anschlußstück mit Hilfe einer

stück nur dann angewendet werden können, wenn ein Rohrverbindung nach Fig. 2 befestigtes Rohr und

günstiger Kraftfluß für die Übertragung des Axial- Fig. 6 einen Axialschnitt einer Rohrverbindung ge-

schubs der Überwurfmutter auf den Führungsring maß der Erfindung, bei der an Stelle einer Überwurf-

stattfindet, wobei sich zugleich die Möglichkeit bietet, 55 mutter 1 eine durch Schrauben angepreßte Kappe la

die Verformung des Klemmringes entsprechend der verwendet ist.

beabsichtigten Wirkung zu dosieren. In Fig. 1 ist mit 1 eine Überwurfmutter bezeichnet,

Im übrigen sind Schraubverbindungen für Rohre deren Boden mit einer axialen Bohrung zur Durch· bereits bekannt, die mit einem Ring versehen sind, der führung eines Rohres versehen ist. Die beiden Hauptmit einer in besonderer Weise ausgebildeten Über- 60 teile der Rohrverbindung, zwei Ringe, sind mit 3 wurfmutter zusammenarbeitet. Dieser Ring hat zwei und 4 bezeichnet. Der äußere Ring 3 ist an seiner durch einen dünnen Ringsteg miteinander verbundene Stirn 5 mit einer Ringsohneide 6 versehen. Die Innen-Teile, von denen der eine einen kegelförmigen Wand- wand des Ringes 3 ist an ihrem der Stirn 5 entgegenteil aufweist, der mit einem kegelförmigen· Wandteil gesetzten Ende mit eimer kegelstumpf förmigen Fläche 7 der Überwurfmutter derart zusammenarbeitet, daß 65 ausgebildet.

beim Anziehen der Mutter der Ringteil im Durch- Der Innenring 4 ist an einem Ende, wie in dem dar-

messer verringert wird, so daß seine Kante in das gestellten Beispiel gezeigt, mit einer kegelstumpfför-

Rohr unter gleichzeitiger Verbiegung des Steges ein- migen Verjüngung 8 ausgebildet, deren Konizität der

dringen kann. Diese bekannte Rohrverbindung hat den der Fläche 7 des Außenringes 3 gleich ist. Das andere Nachteil, daß die dabei notwendige Verringerung des 70 Ende des Innenringes 4 ragt aus dem Außenring 3

heraus. Die Innenwand des Ringes 4 ist mit einer scharfkantigen sägezahnartigen Ringrille 10 versehen, deren Kante in die Außenwand des Rohres bei radialer Verengung des Ringes 4 durch das Aufschrauben der Mutter 1 auf den Teil, an dem das Rohr angeschlossen werden soll, wie im , nachstehenden erläutert, eindringen kann.

Bei den in Fig. 1, 3 und 4 gezeigten Ausführungsformen weist der Innenring 4 außen einen Bund 9 auf, der am Rücken 14 des Führungsringes 3 zur Anlage kommt, wenn der Klemmring 4 so weit eingeschoben lbi, daß seine radiale Verformung und damit die Eindringtiefe der scharfen Kante 10 der Rille in das Rohr einen vorbestimmten Betrag hat.

In Fig. 3 und 4 ist gezeigt, in welcher Weise ein Rohr 2 mit einem Anschlußstück 11 verbunden werden kann, das von beliebiger Art und Größe sein kann und dessen einziges erforderliches Merkmal darin besteht, daß es mit einem für den Eingriff mit dem Gewinde der Mutter 1 geeigneten Außengewinde versehen ist. Zunächst werden die Mutter 1, der Klemmring 4 und der Führungsring 3 nacheinander auf das Rohr 2 aufgebracht, wie in Fig. 3 gezeigt, worauf das Rohr in eine Flucht mit dem Anschlußstück 11 gebracht wird. Wie sich aus Fig. 3 ergibt, kann dies erforderlichenfalls quer zur Achse des Anschlußstükkes geschehen, so daß die Rohrverbindung auch dann hergestellt werden kann, wenn die Pl'atzverhältnisse einen Zusammenbau mit axialer Verschiebung des Rohres 2 nicht gestatten.

Nachdem die aus den Teilen 1, 2, 3, 4 bestehende Baugruppe in eine gleichachsige Lage zu dem Anschluß'Stück 11 gebracht worden ist, wird die Mutter 1 auf dem Anschlußstück aufgeschraubt. Beim Anziehen der Mutter 1 übt die ringförmige Schulter 12 auf den Rücken 13 des Klemmringes 4 einen iaxialen Schub aus, durch welchen der Ring 4 in den Führungsring 3 hineingedrückt wird. Da der Ring 3 wesentlich dicker und steifer ist als der Ring 4, wird er nicht verformt, während der Ring 4 eine radiale Verformung erfährt, wie in Fig. 5 gezeigt, wodurch die scharfe, im Ring 4 vorgesehene Kante an der Rille 10 in die Außenwand des Rohres 2 eingedrückt wird. Die größte Eindringtiefe ist erreicht, wenn der Bund 9 des Klemmringes 4 am Rücken 14 des Führungsringes 3 zur Anlage kommt. Ein weiteres Anziehen der Mutter 1 bewirkt nun, daß die Ringschneide 6 in. die ebene Stirnfläche 15 ^des Anschlußstückes 11 eindringt.

Wie bereits erwähnt, ist die Rohrverbindung gemäß der Erfindung so ausgebildet, daß es immer möglich ist, die Mutter 1 anzuziehen, ohne daß dabei die Gefahr besteht, daß das Rohr übermäßig !gequetscht oder durchgeschnitten wird. Daher wird die erforderliche Abdichtung stets ohne Gefahr für das Rohr erzielt, so daß die Rohrverbindung auch von nicht besonders eingearbeiteten Monteuren angebracht werden kann. Die Rohrverbindung gestattet außerdem bei einer geeigneten Wahl der Ringe 3 und 4 auch das Befestigen dünnwandiger Rohre, da das Eindringen-der scharfen Kante der Rille 10 in das Rohr auf einen bestimmten Betrag begrenzt wird. Es ergibt sich außerdem, daß die einzigen Teile, die genau bearbeitet werden müssen, die Ringe 3 und 4 sind, was infolge ihrer einfachen Form ohne Schwierigkeiten und mit geringen Kosten geschehen kann. Die Ringe 3 und 4 können mit genauen Maßen in großen Massen hergestellt werden, was eine Normung dieser Ringe ermöglicht.

Durch Verwendung von zwei Rohrverbindungen gemäß der Erfindung kann in an sich bekannter Weise eine Rohrkupplung erzielt werden, für welchen Zweck die Rohrverbindungen im allgemeinen mit einem Rohrverbindungsstück, das eine geeignete Bohrung zur Herstellung einer Verbindung zwischen den beiden zu kuppelnden Rohren aufweist, zusammengebaut werden.

Fig. 2 und 5 zeigen eine Rohrverbindung gemäß der Erfindung, bei welcher die Form des Innenringes 4 ο geringfügig abgeändert ist. Bei dieser Ausführungsform ist der Bund 9 weggelassen worden, so

ίο daß beim Anziehen der Mutter 1 der Ring 4 α ganz in die konische Erweiterung des Ringes 3 eingedrückt wird, bis sein Rücken 13 a mit dem Rücken 14 des Außenringes 3 auf gleicher Höhe liegt und die Schulter 12 am Außenring zur Anlage kommt. Dann übt bei weiterem Anziehen der Mutter 1 deren Schulter 12 einen axialen Schub aus, dergestalt, daß die stirnseitige Ringschneide 6 des Ringes 3 ausreichend weit in die ebene Stirnfläche 15 des Anschlußstückes 11 eindringt.

Bei dem in Fig. 2, 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Innenwand des Ringes 4 a mit zwei Ringrillen 10 versehen.

Die in Fig. 6 dargestellte Rohrverbindung ist von derselben Art wie die in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform, mit der Ausnahme, daß das Verbindungselement 1 a, anstatt unmittelbar auf einen Gewindeansatz des Teils, mit dem das Rohr verbunden wenden soll, aufgeschraubt zu werden, mit mehreren Bohrungen 16 versehen ist, durch welche Bolzen 17 geführt werden. Diese bilden mit Muttern 20 eine Schraubverbindung für die Befestigung der Kappe la an einem Flansch 18 des Teils 19.

Bei dieser Ausführungsform kann, wie bei den vorangehend beschriebenen, die Rohrverbindung durch eine Bewegung quer zur Achse des Anschlußstückes in die für den Zusammenbau geeignete Lage gebracht werden.

Bei der Verwendung einer Rohrverbindung gemäß der Erfindung ist es nicht erforderlich, daß das Rohr an der Mündung des Anschlußstückes zur Anlage gebracht wird, wie Fig. 6 zeigt.

Außerdem braucht der Innen- und der Außendurchmesser des Rohres nicht gleich den entsprechenden Durchmessern des Anschlußstückes zu sein, wie Fig. 5 zeigt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verbindung eines Rohres, insbesondere eines Hochdruckrohres kleinen Durchmessers und geringer Wandstärke, mit einem Anschlußstück mit ebener Stirnfläche unter Verwendung eines Führungsringes mit stirnseitiger Ringschneide, eines Klemmringes mit an seiner Innenwand befindlichen Schneidkanten, die sich bei radialer Verengung in die Rohrwand eingraben, und eines Spanngliedes, z, B. einer Überwurfmutter od. dgl., die beim Anziehen mit einer Schulter den mündungsseitig konischen Klemmring in eine ebenfalls konische Ausnehmung des Führungsringes preßt und die Ringschneide des Führungsringes gegen die Stirnfläche des Anschlußstückes drückt, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Material hoher Festigkeit bestehende und große Wandstärke aufweisende Führungsring (3) innen und der aus Material geringerer Festigkeit und hoher Plastizität bestehende Klemmring (4 bzw. 4a) von geringer Wandstärke außen an den gemeinsamen Anlageflächen (7, 8) in an sich bekannter

Weise die gleiche Konizität besitzen und in ebenfalls bekannter Weise Anschlagmittel (14, 13 a, 12 bzw. 14, 9, 13, 12) vorgesehen sind, durch die die axiale Verschiebung des an einer radialen Schulter (12) des Spanngliedes (1) anliegenden Klemm- S ringes (4 bzw. 4 a) gegenüber dem Führungsring (3) begrenzt wird.

2. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückenflächen (14 und 13 a) des Führungsringes (3) und des Klemmringes (4a) bei angezogenem Spannglied (1, la) an der radialen Schulter (12) des Spanngliedes anliegen.

3. Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückenfläche (14) des Führungsringes (3) an einem Bund (9) des Klemmringes (4) und dessen Rückenfläche (13)

bei angezogenem Spannglied (1, la) an der radialen Schulter (12) des Spanngliedes anliegen.

4. Rohrverbindung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmring (4, 4a) an seiner Innenwand vor und hinter dem Bereich, in welchem er Rillen (10) mit scharfen Kanten aufweist, Ringflächen ohne Rillen angeordnet sind, die bei radialem Verengen des Klemmringes satt gegen die Außenwand des Rohres (2) gepreßt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 834 626, 901 481;
belgische Patentschriften Nr. 502 944, 512 769;
französische Patentschrift Nr. 921 643;
USA.-Patentschriften Nr. 2 503 826, 2 511134, 522 785.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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