DE1167608B

DE1167608B - Screw connection for pipes with hardened sealing ring

Info

Publication number: DE1167608B
Application number: DEE14177A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Liebe; Moeschemer Muehle; Hans Rathnau
Original assignee: Eifeler Maschinenbau GmbH
Current assignee: Eifeler Maschinenbau GmbH
Priority date: 1957-05-25
Filing date: 1957-05-25
Publication date: 1964-04-09

Description

Anschlußverschraubung für Rohre mit gehärtetem Dichtungsring Die Erfindung betrifft eine Anschlußverschraubung für Rohre, bestehend aus einem Anschlußstück mit einer senkrecht zur Rohrachse verlaufenden Stirnfläche und einer ebenso verlaufenden Ringfläche zum Abstützen des Rohrendes, einer das Rohrende umfassenden und auf das Anschlußstück aufschraubbaren überwurfmutter sowie einem auf dem Rohrende zwischen der überwurfmutter und dem Anschlußstück angeordneten, einteiligen, gehärteten Dichtungsring, der sich beim Anziehen der Überwurfmutter mit einer radial nach innen gerichteten, im Bereich seines hinteren Endes angeordneten Schneidkante in die Rohraußenfläche und mit einer stirnseitigen Ringschneide in die Stimfläche des Anschlußstückes eingräbt.Screw connection for pipes with hardened sealing ring The invention relates to a screw connection for pipes, consisting of a connector with one end face that runs perpendicular to the pipe axis and one that runs in the same way Annular surface for supporting the pipe end, one encompassing the pipe end and on the Connection piece screw-on union nut and one on the pipe end between the union nut and the connection piece arranged, one-piece, hardened sealing ring, when tightening the union nut with a radially inwardly directed, in the area of its rear end arranged cutting edge in the pipe outer surface and digs into the face of the connecting piece with a cutting edge on the end face.

Bei bekannten Anschlußverschraubungen dieser Art weist der Dichtungsring in seiner Längenausdehnung sehr ungleiche Wandstärken auf, damit nach dem Eingraben der stimseitigen Ringschneide noch das Eindringen der radial nach innen gerichteten hinteren Schneidkante in die Rohraußenfläche unter Verformung und Stauchung des an den starkwandigen vorderen Dichtringteil mit stimseitiger Ringschneide anschließenden dünnwandigen Ringteiles erfolgen kann. Die ungleiche Wandstärke bedingt bei spanabhebender Herstellung des Dichtungsringes aus einem Rohling mit einer der dicksten Fertigwandstärke entsprechenden Gesamtwandstärke einen hohen Materialverschnitt. Da ferner der an die stimseitige Ringschneide anschließende dünnwandige Ringteil nicht eindeutig geführt ist, ist nicht sichergestellt, ob sich die radial nach innen gerichtete hintere Schneidkante mit etwa dem gleichen spezifischen Flächendruck in das Rohrende eingräbt, wie die stimseitige Ringschneide in das Anschlußstück. Man weiß nicht, ob sich beim Anziehen der überwurfrautter die Bewegung derselben mehr auf die Verformung des Dichtungsringes oder mehr auf das Eingraben der Schneiden auswirkt. Eine Führung des vorderen starkwandigen Dichtringteiles durch Übergreifen der Rohrstirnfläche behebt zwar diesen Mangel, geht jedoch infolge der noch größeren Wandstärke des Kopfteils auf Kosten eines noch höheren Materialverschnitts bei spanabhebender Herstellung des Dichtungsringes.In known screw connections of this type, the sealing ring Wall thicknesses that are very unequal in its length expansion, so after digging in the edge of the ring cutting edge nor the penetration of the radially inwardly directed rear cutting edge into the pipe outer surface under deformation and compression of the adjoining the thick-walled front sealing ring part with a cutting edge on the face side thin-walled ring part can be done. The uneven wall thickness is due to the machining Manufacture of the sealing ring from a blank with one of the thickest finished wall thickness corresponding total wall thickness a high material waste. Since furthermore the at the thin-walled ring part adjoining the frontal ring cutting edge is not clear is performed, it is not ensured whether the radially inwardly directed rear cutting edge with approximately the same specific surface pressure in the pipe end digs into the connection piece, like the cutting edge on the face side. You don't know whether the movement of the same has more to do with the deformation when tightening the nut of the sealing ring or more affects the digging of the cutting edges. A guided tour of the front thick-walled sealing ring part by reaching over the pipe face fixes this deficiency, however, due to the even greater wall thickness of the Head part at the expense of an even higher material waste in the case of machining production of the sealing ring.

Es sind auch Anschlußverschraubungen für Rohre bekannt, die bestehen aus einem Anschlußstück mit einer senkrecht zur Rohrachse verlaufenden Stimfläche, einer das Rohrende umfassenden und auf das Anschlußstück aufschraubbaren überwurfmutter sowie einem auf dem Rohrende zwischen der Überwurfmutter und dem Anschlußstück angeordneten, die Rohrstirnfläche übergreifenden, einteiligen, gehärteten Dichtungsring, bei dem durch Anziehen der Verschraubung eine die hintere Dichtungskante tragende, schwenkbare Lippe am hinteren Ende des Dichtungsringes radial nach innen gedrückt und mit ihrer Schneidkante in die Rohraußenfläche eingegraben wird, sowie die stirnseitige Ringschneide in die Stimfläche des Anschlußstückes gepreßt wird. Da hierbei der Dichtungsring an dem zum Übergreifen der Rohrstirnfläche wandstärkenvergrößerten, die Ringschneide tragenden Kopfteil infolge Materialanhäufung genügend Verformungswiderstand aufweist und an der Außenfläche seines vorderen Teils von einem zylindrischen Bohrungsteil der überwurfmutter mit nur geringem Spiel überdeckt ist, ist sichergestellt, daß ein Kippen der stimseitigen 1;Ungschneide sowie ein Biegen oder Stauchen des vorderen Dichtungsiteils beim Einpreßvorgang nicht stattfindet, auch wenn zwischen der Innenfläche des Dichtungsringes und der Außenfläche des Rohrendes ein radialer Abstand besteht. Nachteilig ist bei dieser Ausführtingsform wieder der hohe Materialverschnitt bei spanabhebender Herstellung infolge der Wandstärkenvergrößerung des Kopfteils zum Übergreifen der Rohrstirnflächen und infolge einer radial nach außen vorstehenden Abstufung über einer Ausdrehung vor der am hinteren Ende befindlichen Lippe. Außerdem stellt sich beim Anziehen der Verschraubung eine axiale Mitbewegung des Rohres nach dem Eingraben der hinteren Schneidkante während des Einpressens der stimseitigen Ringschneide ein, was im Hinblick auf eine nicht veränderliche Montagelänge des Rohres unerwünscht ist und Undichtigkeiten zur Folge haben kann.There are also known screw connections for pipes that exist from a connection piece with an end face perpendicular to the pipe axis, a union nut that encompasses the pipe end and can be screwed onto the connecting piece as well as one arranged on the pipe end between the union nut and the connection piece, one-piece hardened sealing ring that overlaps the pipe end face, in which by tightening the screw connection a pivotable one that supports the rear sealing edge Lip at the rear end of the sealing ring pressed radially inward and with her Cutting edge is dug into the outer surface of the pipe, as well as the end-face cup point is pressed into the face of the connector. Since this is the sealing ring on the enlarged wall thickness to reach over the pipe face, the cup point bearing head part has sufficient resistance to deformation due to the accumulation of material and on the outer surface of its front part by a cylindrical bore part the union nut is covered with little play, it is ensured that a tilting of the front side 1; Ungschneide as well as a bending or upsetting of the front Sealing part does not take place during the pressing process, even if between the inner surface there is a radial distance between the sealing ring and the outer surface of the pipe end. Another disadvantage of this embodiment is the high waste of material Machining production due to the increase in wall thickness of the head part for Overlapping the pipe end faces and as a result of a radially outwardly protruding Gradation above a recess in front of the lip at the rear end. aside from that an axial movement of the pipe occurs when the screw connection is tightened digging in the rear cutting edge while pressing in the front Cut a ring, which in view of a fixed installation length of the Rohres is undesirable and can result in leaks.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bei der zuletzt beschriebenen Ausführungsform eintretenden Vorteile (Vermeiden des Kippens der stimseitigen Ringschneide sowie des Biegens oder Stauchens des vorderen Dichtringteils beim Einpreßvo#rgang der Ringschneide), die zu einer zuverlässigen Abdichtung auch ,gegen das Anschlußstück infolge ausreichend tiefen Eingrabens der Ringschneide in die Anschlußstückstirnfläche führen, auch für eine Anschlußverschraubung der eingangs genannten Art nutzbar zu machen, bei der eine axiale Mitbewegung des Rohres während des Einpreßvorganges infolge Abstützens des Rohrendes an einer senkrechten Ringfläche des Anschlußstückes ausgeschaltet und die Rohrstirnfläche vom vorderen Dichtringteil nicht übergriffen ist.The object of the invention is the last described embodiment occurring advantages (avoidance of tilting the face-side ring cutting edge as the bending or upsetting of the front sealing ring part during the press-in process of the Cup point), which also ensures a reliable seal against the connecting piece as a result of the cup point digging sufficiently deep into the connecting piece end face lead, also usable for a screw connection of the type mentioned make, in which an axial movement of the pipe during the press-fit process as a result of supporting the pipe end on a vertical annular surface of the connection piece switched off and the pipe face is not overlapped by the front sealing ring part is.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß der an die stirnseitige Ringschneide anschließende Teil des Dichtungsringes außen in an sich bekannter Weise durch die Wandung der an die Stimfläche des Anschlußstückes anschließenden zylindrischen Bohrung und innen durch die Außenfläche des Rohrendes mit geringem Spiel geführt ist. Dabei kann der mit geringem Spiel geführte Teil des Dichtungsringes sich entweder nur über einen kurzen Teil seiner Länge oder über praktisch seine ganze Länge erstrecken.The solution according to the invention is that the to the front Ring cutting edge adjoining part of the sealing ring outside in a manner known per se through the wall of the cylindrical adjoining the end face of the connecting piece Bore and inside through the outer surface of the pipe end with little play is. The part of the sealing ring that is guided with little play can either be extend only over a short part of its length or over practically all of its length.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt.In the drawing, two embodiments of the invention are for example shown.

F i g. 1 zeigt eine Rohrverschraubung teilweise in Ansicht, teilweise im Schnitt zum Anziehen zusarnmengesetzt; F i g. 2 zeigt die Rohrverschraubung nach F i g. 1 in angezogenem Zustand; F i g. 3 zeigt eine andere Rohrverschraubung, zum Anziehen zusammengesetzt; F i g. 4 zeigt die Rohrverschraubung nach F i g. 3 in angezogenem Zustand.F i g. Fig. 1 shows a threaded pipe connection partly in view, partly in section assembled for tightening; F i g. 2 shows the pipe screw connection according to FIG . 1 in the tightened state; F i g. Figure 3 shows another tube fitting assembled for tightening; F i g. 4 shows the pipe screw connection according to FIG . 3 when tightened.

Bei der Ausführung gemäß den F i g. 1 und 2 soll an das Anschlußstück 10 ein Rohr 11 unter Einschaltung eines etwa federharten Dichtungsringes 12 aus Stahl, der durch die überwurfmutter 13 in die Dichtlage gezogen wird, angegeschlossen werden.In the embodiment according to FIGS. 1 and 2, a pipe 11 is to be connected to the connection piece 10 with the inclusion of an approximately spring-hard sealing ring 12 made of steel, which is pulled into the sealing position by the union nut 13.

Das Anschlußstück 10 weist eine Bohrung 14 mit einer senkrecht zur Rohrachse verlaufenden Ringfläche am Bohrungsgrund auf, an welcher sich das freie Ende des eingeschobenen Rohres 11 abstützt. Diese Bohrung 14 setzt sich in einer zylindrischen Ringkammer 15 größeren Durchmessers fort, in deren senkrecht zur Rohrachse verlaufende Stirnfläche am Kammergrund sich die Ringschneide 23 des Dichtungsringes 13 eingräbt. Die Ringkammer 15 ist nach dem freien Ende 16 des Anschlußstückes 10 hin konisch erweitert.The connecting piece 10 has a bore 14 with an annular surface running perpendicular to the pipe axis at the base of the bore, on which the free end of the inserted pipe 11 is supported. This bore 14 continues in a cylindrical annular chamber 15 of larger diameter, in whose end face running perpendicular to the pipe axis on the chamber base the cutting edge 23 of the sealing ring 13 digs. The annular chamber 15 is widened conically towards the free end 16 of the connection piece 10.

Der Dichtungsring 12 weist einerseits etwa auf dem mittleren Teil seiner Länge eine radial nach innen gerichtete Schneidkante 17 auf. Diese Schneidkante ist dadurch gebildet, daß zu beiden Seiten derselben durch Einschneiden von umlaufenden Nuten 18 und 19 die Wandstärke des Ringmaterials verringert ist. Der innen vorgesehenen Nut 19 entspricht eine Ausdrehung auf der Außenseite. Diese liegt unmittelbar hinter einer Konusfläche 21, die beim Einklemmen des Dichtungsringes durch Anziehen der überwurfmutter mit dem Endkonus 16 des Anschlußstückes zusammen wirkt. Beim Anziehen der überwurfmutter 13 wird der Dichtungsring in der Zone der Schneidkante 17 radial eingeschnürt, mit der Wirkung, daß sich die Schneidkante 17 in die Oberfläche des Rohres 11 eingräbt und bei weiterer axialer Verschiebung unter Bildung eines Materialaufwandes 22 an dieser Stelle die gewünschte Abdichtung bewirkt. Der Dichtungsring 12 weist ferner eine stirnseitige Ringschneide 23 auf. Kurz hinter dieser Ringschneide 23 ist der Dichtungsring mit seinen beiden zylindrischen Umfangsflächen 24 und 25 einerseits an der Außenfläche des Rohres 11 und ferner an der Wandung der Ringkammer 15 mit verhältnismäßig geringem Spiel geführt. Zwischen diesen Führungsflächen 24 und 25 und der Schneidkante 17 bzw. der konischen Fläche 21 ist die Materiaistärke des Ringes verringert, wobei die innere Eindrehung 18 etwa an der inneren Führungsfläche 24 ausläuft, während außenseitig die Ausdrehung 26 vorgesehen ist, die etwa von der konischen Fläche 21 bis zu der äußeren Führungsfläche 25 reicht.The sealing ring 12 has, on the one hand, a cutting edge 17 directed radially inward, approximately over the middle part of its length. This cutting edge is formed in that on both sides of the same by cutting circumferential grooves 18 and 19, the wall thickness of the ring material is reduced. The groove 19 provided on the inside corresponds to a recess on the outside. This lies directly behind a conical surface 21 which, when the sealing ring is clamped, interacts with the end cone 16 of the connecting piece by tightening the union nut. When the union nut 13 is tightened, the sealing ring is radially constricted in the zone of the cutting edge 17 , with the effect that the cutting edge 17 digs into the surface of the tube 11 and, with further axial displacement, creates the desired seal at this point with the formation of material expenditure 22 . The sealing ring 12 also has a cutting edge 23 on the end face. Shortly behind this cutting edge 23 , the sealing ring with its two cylindrical circumferential surfaces 24 and 25 is guided on the one hand on the outer surface of the pipe 11 and also on the wall of the annular chamber 15 with relatively little play. Between these guide surfaces 24 and 25 and the cutting edge 17 or the conical surface 21, the material thickness of the ring is reduced, the inner recess 18 terminating approximately at the inner guide surface 24, while the recess 26 is provided on the outside, which is approximately from the conical surface 21 extends to the outer guide surface 25 .

Das von der Ringschneide 23 abgewandte Stirnende 27 des Dichtungsringes 12 ist konisch ausgebildet, und die Anpreßfläche 28 der Oberwurfmutter ist entsprechend gestaltet. Durch Anziehen" der überwurfmutter 13 erfolgt die radiale Verengung und das Einschneiden der Schneidkante 17 unter Bildung des Materialaufwurfes 22 sowie das Einpressen der Ringschneide 23, bis diese einen dichten Sitz erreicht hat. Ist eine ausreichende Eindringtiefe der Ringschneide erreicht, so kann der hinter dem mit geringem Spiel geführten Teil des Dichtungsringes liegende geschwächte Teil29 tonnenförmig aufgebaucht werden. Gemäß den F i g. 3 und 4 der Zeichnung hat der Dichtungsring 30 bei etwa gleicher Ausbildung des Anschlußstückes 10 und der Oberwurfmutter 13 eine etwas andere Form. Er trägt im Bereich seines hinteren Endes eine radial nach innen schwenkbare Schneidkante 31. Diese Schneidkante 31 ist von der Eindrehung 32 auf der einen Seite und von der konischen Fläche 33 auf deren anderen Seite begrenzt. Durch die Eindrehung 32 ist der Dichtungsring 30 so weit geschwächt, daß beim Anziehen der Mutter 13 und der dadurch bewirkten Pressung ihrer konischen Fläche 28 gegen den Außenkonus 27 des Dichtungsringes 30 eine radiale Verengung und damit ein Einschneiden der Schneidkante 31 in die Rohraußenfläche unter Bildung des Materialaufwurfes 22 erreicht wird. Auch bei dieser Ausbildung wird die Ringschneide 23 an der Stimfläche der zylindrischen Ringkammer 15 zur Anlage kommen und eingepreßt werden. Die Ausführungsform der Erfindung nach den F i g. 3 und 4 unterscheidet sich gegenüber der Ausführungsform nach den F i g. 1 und 2 dadurch, daß sich der mit geringem Spiel geführte Teil des Dichtungsringes 30, begrenzt durch die innere Zylinderfläche 35 und die äußere zylindrische Mantelfiäche 36, über den größten Teil der Länge des Dichtungsringes 30 erstrecken. Dadurch wird eine besonders gute Führung der stirnseitigen Ringschneide 23 erreicht. Es ergibt sich dadurch aber auch in vorteilhafter Weise eine sehr einfache Form für den Dichtungsring 30. The end 27 of the sealing ring 12 facing away from the cutting edge 23 is conical, and the pressing surface 28 of the upper nut is designed accordingly. By tightening the union nut 13 , the radial narrowing and the cutting of the cutting edge 17 takes place with the formation of the material bulge 22 and the pressing in of the cutting edge 23 until it has reached a tight fit slight play guided part of the sealing ring lying weakened Teil29 be bulged barrel-shaped. According to the F i g. 3 and 4 of the drawing, the sealing ring 30 at approximately the same configuration of the connecting piece 10 and the upper coupling nut 13 is a slightly different shape. It carries its rear in the range At the end a radially inwardly pivotable cutting edge 31. This cutting edge 31 is delimited on the one hand by the recess 32 and on the other side by the conical surface 33. The recess 32 weakens the sealing ring 30 to such an extent that when the nut is tightened 13 and the resulting pressure of its conical surface 28 against the Outer cone 27 of the sealing ring 30 a radial narrowing and thus a cutting of the cutting edge 31 into the pipe outer surface with the formation of the material bulge 22 is achieved. In this embodiment, too, the cutting edge 23 will come to rest on the end face of the cylindrical annular chamber 15 and will be pressed in. The embodiment of the invention according to FIGS. 3 and 4 differs from the embodiment according to FIGS. 1 and 2 in that the part of the sealing ring 30 guided with little play, limited by the inner cylindrical surface 35 and the outer cylindrical jacket surface 36, extend over the greater part of the length of the sealing ring 30 . As a result, particularly good guidance of the end-face annular cutting edge 23 is achieved. However, this also advantageously results in a very simple shape for the sealing ring 30.

Einzelheiten der Zeichnungsbeschreibung, die die Lösung der Erfindungsaufgabe nicht im Sinne der in den Patentansprüchen gekennzeichneten Merkmale fördern, gehören nicht zur Erfindung, sondern sind lediglich zum besseren Verständnis der dargestellten Gesamtzuordnungen näher erläutert.Details of the description of the drawing showing the solution to the problem of the invention do not promote in the sense of the features characterized in the claims, belong not related to the invention, but are merely for a better understanding of the depicted Overall assignments explained in more detail.

Claims

1. A connection fitting for pipes, consisting of a connecting piece with a plane perpendicular to the tube axis extending face and a well extending annular surface for disconnecting support of the pipe end, a pipe end comprehensive and screwed onto the connection piece überwurfrautter and a on the pipe end between the union nut and The one-piece, hardened sealing ring arranged on the connection piece, which digs into the outer surface of the pipe with a radially inwardly directed cutting edge in the area of its rear end and the end face of the connection piece with a cutting edge on the end face of the connection piece when the union nut is tightened, d a - characterized by, that the adjoining end face of the ring cutting part of the sealing ring outside in a known manner through the wall of the cylindrical bore adjoining the end face of the connector and inside through the outer surface of the pipe end with little play ge leads is.

2. Screw connection for pipes according to claim 1, characterized in that the part of the sealing ring guided with little play extends only over a short part of its length. 3. Screw connection for pipes according to claim 1, characterized in that the part of the sealing ring guided with little play extends practically over its entire length.

Considered publications: German Patent Nos. 914 921, 901 481, 869 582, 841 091, 828 176; Swiss Patent No. 253 553; Belgian patent specification No. 525 960.