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Stoßverbindung für Rohre Zusatz zur Patentanmeldung G 22290 XII /
47 f (Auslegeschrift 1136 168)
Die Erfindung bezieht sich auf eine Stoßverbindung
gemäß Anspruch 4 der deutschen Auslegeschrift 1136168 zum lötlosen Verbinden von
glatten Rohren.
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Stoßverbindungen gemäß der Auslegeschrift bewähren sich um so besser,
je gleichmäßiger die Einschnürung in der Rohrwand erzeugt werden kann. Durch die
unterschiedliche Reibung zwischen den Dichtungshülsen und den Schraubhülsen entstehen
aus den aufgewendeten Umfangskräften an den Kupplungsgliedern unterschiedliche radiale
und axiale Pressungen zwischen Dichtungshülse und Rohr, je nachdem, welcher Teil
der Kupplung relativ zum Rohr verdreht wird. Dies ergibt in ungünstigen Fällen im
feststehenden Teil ein intermittierendes axiales Verklemmen der Dichtungshülse in
der kegeligen Bohrung, während im rotierenden Teil eine kontinuierlich fortschreitende
Einschnürung stattfindet.
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Aufgabe der Erfindung ist es, diese Asymmetrie auszugleichen und zu
beheben.
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Der Bereich der Erfindung umfaßt jene Stoßverbindungen, insbesondere
für Kupferrohre, bei der die ebenen Stirnflächen zweier die Rohrenden mit einem
nach innen ragenden Ringwulst übergreifenden Dichtungshülsen stumpf aneinanderstoßen,
bestehend aus zwei miteinander lösbar verschraubten Schraubhülsen, welche die jedes
Rohrende auf der ganzen Länge ihres axialen Teils passend umgebenden Dichtungshülsen
umschließen, und beim Anschrauben mit ihren flachkonischen Innenflächen die vor
dem erstmaligen Anschrauben geringer konischer, plastisch verformbarer Enden der
Dichtungshülsen unter Bildung je einer Einschnürung der Rohre radial verengen, während
die übrigen Teile der Dichtungshülsen unverformt bleiben, nach Anspruch 4 der deutschen
Auslegeschrift 1136 168.
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Zur Lösung der obengenannten Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
daß der Kegelwinkel der flachkonischen Innenfläche des bei der Montage sich drehenden,
vorzugsweise durch die Gegenschraubhülse mit Innengewinde gebildeten Teils größer
ist als der Kegelwinkel der flachkonischen Innenfläche des bei der Montage feststehenden,
vorzugsweise durch die Schraubhülse mit Außengewinde gebildeten Teils.
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Abweichende Kegelwinkel der konischen Innenflächen von Schraubhülsen
und Kupplungsgliedern sind bei Schneidringverschraubungen bereits bekanntgeworden.
Dabei wird ein und dieselbe Dichtungshülse beiderends zwischen zwei Verschraubungsteilen
mit konischen Innenflächen eingespannt. Hier liegt aber eine von der Erfindung abweichende
Aufgaben-Stellung zugrunde. Der flachere Kegel im Kupplungsglied, d. h. im feststehenden
Teil, dient dazu, die Schneidkanten der Dichtungshülse in das Rohr einzupressen
und eine metallische Dichtung zwischen Wandung und Hülse zu erzeugen. Der steile
Kegel des bei der Montage sich drehenden Anpreßstückes, d. h. der überwurfmutter,
greift am anderen Ende derselben Dichtungshülse an. Er hat die Aufgabe, die Dichtungshülse
zu erfassen und axial zu verschieben und gleichzeitig dieselbe radial an das Rohr
anzudrücken.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Stoßverbindung im Längsschnitt vergrößert dargestellt. Der Figurenteil links der
Linie A-A zeigt die Verbindung vor und der Figurenteil rechts der Linie A-A die
Verbindung nach dem völligen Zusammenschrauben der beiden Kupplungsglieder.
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Mit 1 und 2 sind glatte Rohre mit unbearbeiteten Enden bezeichnet,
zu deren Verbindung eine mit Außengewinde versehene Schraubhülse 3 und eine, diese
überlappende, mit entsprechendem Innengewinde versehene Gegenschraubhülse 4 dienen.
Die beiden Schraubhülsen weisen an ihren gegeneinander gerichteten Enden je eine
flachkonische Innenfläche 5 und 6 auf, durch welche ein freier Raum im Bereich um
die Rohrenden gebildet wird. Die beiden Kegelwinkel 25 und 26 der flachkonischen
Innenflächen 5 und 6 sind gemäß der Erfindung verschieden groß,
und
zwar ist der Kegelwinkel 26 größer als der Kegelwinkel 25. In dem durch die Innenflächen
5 und 6 gebildeten freien Raum befinden sich zwei je über ein Ende des betreffenden
Rohres aufgeschobene Dichtungshülsen 7 und 8, die eine zylindrische Innenfläche
zur Aufnahme des Rohrendes aufweisen, während ihre äußeren Enden konisch auf die
Rohre 1, 2 zulaufende Außenflächen 9,10 besitzen. Diese konischen Außenflächen 9,10
weisen- einen kleineren Neigungswinkel auf als die ihnen zugeordneten flachkonischen
Innenflächen 5 und 6 der Muffen 3 und 4. Die Dichtungshülsen 7 und 8 bestehen vorzugsweise
aus weichem Stahl, Messing oder Kupfer.
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Beim Gegeneinanderziehen der Schraubhülsen 3 und 4 werden infolge
der ungleichen Konizität der Flächen 5, 6 und 9,10 die voneinander abgekehrten Hülsenenden
11,12 radial einwärts gestaucht, wodurch eine leichte örtliche Einschnürung 13 der
Rohrwandungen über deren ganze Dicke verursacht wird, die nach beiden Seiten allmählich
in den ursprünglichen Rohrdurchmesser verläuft (rechter Figurenteil der Zeichnung).
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Bei der erstmaligen Erzeugung der Rohreinschnürung und der zur Dichtung
erforderlichen Verspannung von Dichtungshülse und Rohr durch Zusammenschrauben sind
die technologischen Vorgänge an den beiden Hülsenenden 11 und 12 grundsätzlich verschieden.
Beim Anziehen der Verbindung wird das Ende 11 der Dichtungshülse 7 durch eine rein
axiale Bewegung, bei feststehender Schraubhülse 3, in deren flachkonische Innenfläche
5 gepreßt. Dagegen wird die Gegenschraubhülse 4 bei der Montage gedreht und gleitet
anfänglich in tangentialer Richtung auf der Dichtungshülse B. Durch diese verschiedenartigen
Vorgänge treten ungleiche Verformungskräfte auf. Die Einschnürung der beiden Rohre
1 und 2 würde deshalb nach der Verspannung nicht gleich stark ausfallen. Um diesen
verschiedenen technologischen Voraussetzungen Rechnung zu tragen, wird gemäß der
Erfindung der Kegelwinkel 26 der Gegenschraubhülse 4 etwas größer gewählt als der
entsprechende Kegelwinkel 25 der Schraubhülse 3. Durch diese Maßnahme kann der Verformungsgrad
der beiden Enden 11 und 12 der Dichtungshülsen 7 und 8 und der Rohre 1 und 2 genau
aufeinander abgestimmt werden. Damit werden auch die Abdichtung und die mechanische
Festigkeit der Verbindung an beiden Rohrenden gleich. Es hat sich gezeigt, daß fast
in allen Fällen neben der in der deutschen Auslegeschrift vorgeschlagener. Differenz
im Neigungswinkel zwischen den konischen Außenflächen der Dichtungshülse und den
flachkonischen Innenflächen der Schraubhülsen von etwa 5° eine Differenz der beiden
Kegelwinkel 25 und 26 um zweckmäßig 1,55° genügt, um eine ausreichende und gleichmäßige
Einschnürung der Rohre zu erzeugen.
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Eine sonst identische Stoßverbindung kann auch als Verbindung mit
Flanschen und zugehörigen Zugankern und Hülsenteilen mit kegelförmigen Bohrungen
angewendet werden.