DE1231504B

DE1231504B - Rotatable socket connection for pipes

Info

Publication number: DE1231504B
Application number: DEC22815A
Authority: DE
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: FMC Corp
Priority date: 1960-01-12
Filing date: 1960-11-24
Publication date: 1966-12-29

Description

Drehbare Muffenverbindung für Rohrleitungen Die Erfindung betrifft eine drehbare Muffenverbindung für Rohrleitungen mit am Umfang des Kupplungssteckers und an der Innenwand der Kupplungsmuffe vorgesehenen Ringnuten, die zusammen einen oder mehrere Kanäle für die Aufnahme von durch eine seitliche Wandöffnung der Kupplungsmuffe einfühlbaren Kugeln bilden, wobei die Wandöffnung der Kupplungsmuffe durch einen gegen Verdrehen gesicherten Stopfen verschlossen ist, dessen innere Stirnfläche einen Teil der Kugellaufbahn bildet.Rotatable socket joint for pipelines The invention relates to a rotatable socket connection for pipelines with on the circumference of the coupling plug and provided on the inner wall of the coupling sleeve annular grooves, which together one or several channels for receiving through a side wall opening of the coupling sleeve Form sensitive balls, the wall opening of the coupling sleeve by a Locked against rotation stopper is closed, the inner end face forms part of the ball track.

Bei bekannten drehbaren Muffenverbindungen dieser Art ist der Stopfen, welcher üblicherweise aus Metall hergestellt wird, an seiner inneren Stirnfläche fein bearbeitet, um mit dieser inneren Stirnfläche einen glatten Anschluß an die Kugellaufbahn bilden zu können.In known rotatable socket connections of this type, the plug, which is usually made of metal, on its inner face finely machined to provide a smooth connection to the To be able to form a ball track.

Die Feinbearbeitung ist deshalb verhältnismäßig kompliziert, weil eine doppelte Krümmung vorliegt, einmal eine Krümmung entsprechend dem Muffendurchmesser und zum anderen eine Krümmung zur Bildung der Kugellaufbahn.The fine machining is therefore relatively complicated because there is a double curvature, once a curvature corresponding to the socket diameter and on the other hand a curvature to form the ball raceway.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verschlußstopfen so auszubilden, daß die Feinbearbeitung der inneren Stirnfläche entfallen kann.The invention has for its object to provide a sealing plug so to train that the fine machining of the inner end face can be omitted.

Diese Aufgabe wird bei einer Muffenverbindung der eingangs definierten Art dadurch gelöst, daß der Verschlußstopfen zumindest an seinem inneren Ende aus einem plastisch oder elastisch verformbaren Werkstoff wie Kunststoff oder Gummi besteht, der in die Wandöffnung bzw. in seine Halterung unter Vorspannung eingesetzt ist.In the case of a socket connection, this task becomes the one defined at the beginning Kind of solved in that the plug is made at least at its inner end a plastically or elastically deformable material such as plastic or rubber exists, which is inserted into the wall opening or in its holder under pretension is.

Wenn der Verschlußstopfen an seinem inneren Ende aus einem verformbaren Werkstoff hergestellt ist, so können sich die Kugeln in das nachgiebige Material selbst eindrücken und so eine auch im Bereich des Stopfens kontinuierliche Laufbahn herstellen; die Feinbearbeitung kommt dadurch in Wegfall. Auch ist es von Vorteil, daß die bei der vorbekannten Muffenverbindung zur Bildung einer glatten Kugellaufbahn auch im Bereich des Stopfens notwendige exakte Einhaltung der Winkelstellung des Stopfens bei erfindungsgemäßer Gestaltung weniger kritisch wird.If the sealing plug at its inner end consists of a deformable Material is made, so the balls can be in the flexible material press in yourself and thus a continuous track also in the area of the plug produce; fine machining is no longer necessary. It is also an advantage that in the previously known socket connection to form a smooth ball raceway exact compliance with the angular position of the is also necessary in the area of the plug Stopper is less critical in the inventive design.

Die Verwendung von Kunststoff für die Herstellung der Laufrinne bei Kugelrollenlagern ist an sich bekannt.The use of plastic for the production of the gutter Ball roller bearings is known per se.

In die innere Stirnfläche des Verschlußstopfens können in an sich bekannter Weise eine oder mehrere Laufrinnen für die Kugeln eingelassen werden. Es ist dann die Laufbahn der Kugeln in dem Werkstoff von Anfang an festgelegt; trotzdem bleibt als Vorteil der Wegfall der Feinbearbeitung erhalten. Auch ist die Einregelung der Winkelstellung des Stopfens trotz der Laufrinnen weniger kritisch, als wenn der Stopfen an seiner inneren Stirnfläche aus hartem Werkstoff hergestellt wäre.In the inner end face of the plug can in itself known way one or more grooves for the balls are embedded. The course of the balls in the material is then determined from the start; despite this The advantage of the omission of the fine machining is retained. Also is the adjustment the angular position of the stopper is less critical than when, despite the troughs the stopper would be made of hard material on its inner end face.

Der Verschlußstopfen ist aus Gründen der vereinfachten Bearbeitung vorzugsweise zylindrisch. Um ihm, sofern er unmittelbar in der Wandöffnung sitzen soll, dort den notwendigen Halt zu geben, führt man ihn im ungespannten Zustand mit einem Durchmesser aus, der größer ist als der lichte Durchmesser der zylindrischen Wandöffnung.The sealing plug is for reasons of simplified processing preferably cylindrical. To him, provided he is sitting directly in the wall opening is supposed to give the necessary support there, it is guided in an untensioned state with a diameter that is larger than the inside diameter of the cylindrical Wall opening.

Man kann auch den Verschlußstopfen nach innen, d. h. in Richtung auf die Kugeln hin, kegelstumpfförmig verjüngen, wobei der Durchmesser der kleineren Grundfläche des Kegelstumpfes annähernd gleich dem Durchmesser der Wandöffnung ist. Man erleichtert dadurch das Einführen des Stopfens und erzielt trotzdem einen guten Halt.You can also move the sealing plug inwards, i. H. towards the balls taper towards a frustoconical shape, the diameter being the smaller Base area of the truncated cone is approximately equal to the diameter of the wall opening. This makes it easier to insert the stopper and still achieves a good one Stop.

Schließlich kann der Verschlußstopfen unter Vorspannung in eine Ausnehmung eines in die zylindrische Wandöffnung eingesetzten Trägers eingelassen werden.Finally, the sealing plug can be placed under pretension in a recess a carrier inserted into the cylindrical wall opening.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und im folgenden näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Axialschnitt durch eine Muffenrohrverbindung mit :einer Kugeleinführungsöffnung eines in der Muffenrohrverbindung verwendeten Kugellagers, F i g. 2 einen Schnitt nach Linie II-11 der F i g. 1, F i g. 3 eine Ansicht eines Verschlußkörpers, wie er in der Ausführungsform der F i g. 1 und 2 zur Anwendung kommt, F i g. 4 einen axialen Teilschnitt durch eine Muffenrohrverbindung mit einer zweiten Ausführungsform der Verschlußeinrichtung für eine Kugeleinführungsöffnung, F i g. 5 eine Ansicht des in der Ausführungsform der F i g. 4 verwendeten Verschlußkörpers, F i g. 6 eine der F i g. 4 ähnliche Ansicht, darstellend eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verschlußeinrichtung, F i g. 7 eine Draufsicht auf einen Teil einer Muffenrohrverbindung sowie die Verschlußeinrichtung gemäß F i g. 6, F i g. 8 eine Ansicht der Verschlußeinrichtung gemäß F i g: 6 und 7.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail below. It shows F i g. 1 shows an axial section through a A socket joint comprising: a ball insertion hole one in the socket joint ball bearings used, F i g. 2 shows a section along line II-11 of FIG. 1, F. i g. 3 is a view of a closure body as it is in the embodiment of FIG i g. 1 and 2 apply, F i g. 4 is an axial partial section through a Socket pipe connection with a second embodiment of the closure device for a ball insertion opening, FIG. 5 is a view of the in the embodiment the F i g. 4 closure body used, F i g. 6 one of the F i g. 4 similar view, representing a third embodiment of the closure device according to the invention, F i g. 7 is a plan view of part of a socket pipe connection and the closure device according to FIG. 6, fig. 8 shows a view of the closure device according to FIGS. 6 and 6 7th

In der in den F i g. 1 und 2 dargestellten drehbaren Muffenverbindung 20 wird ein Verschlußträger 21 verwendet, um eine seitliche zylindrische Wandöffnung 22 zu verschließen, welche die Einführung von Kugeln 26 zwischen Kupplungsstecker 23 und Kupplungsmuffe 24 gestattet. Stecker und Muffe sind durch Dichtungsringe 25 a und 25 b mit kreisförmigem Querschnitt abgedichtet. Eine Axialverschiebung zwischen den Teilen 23 und 24 wird durch die Kugeln 26 verhindert, welche in einem Kugelkranz 27 angeordnet sind; der Kugelkranz ist definiert durch eine Laufrinne 28 in dem Stecker 23 und eine Laufrinne 29 in der Muffe 24; die beiden Laufrinnen sind durch gemeinsame Radialebenen begrenzt. In die seitliche Wandöffnung ist bei 30 ein Gewinde eingeschnitten; außerdem ist eine ringförmige Schulterfläche 31 in dieser Wandöffnung ausgebildet.In the FIG. Rotatable sleeve connection 20 1 and 2, a bolt carrier 21 is used to seal about a lateral cylindrical wall opening 22 which allows the introduction of balls 26 between the coupling plug 23 and coupling socket 24th Plug and sleeve are sealed by sealing rings 25 a and 25 b with a circular cross-section. An axial displacement between the parts 23 and 24 is prevented by the balls 26, which are arranged in a ball ring 27; the ball ring is defined by a running channel 28 in the plug 23 and a running channel 29 in the socket 24; the two troughs are delimited by common radial planes. A thread is cut into the side wall opening at 30; in addition, an annular shoulder surface 31 is formed in this wall opening.

Der Verschlußträger 21 umfaßt einen hexagonalen Kopf 21 a (F i g. 3) und einen Gewindeschaft 21 b; der Gewindeschaft ist in das Innengewinde der Wandöffnung eingeschraubt. Ein Dichtungsring 32 ist zwischen den Kopf 21a und die Schulterfläche 31 eingepreßt. Ein Verschlußstopfen 21 c aus nachgiebigem Werkstoff, z. B. aus Gummi oder Kunststoff, ist in eine axiale Ausnehmung 21 d des Schafts 21 b des Versdhlußträgers 21 eingesetzt. Der Verschlußstopfen 21 c ist in axialer Richtung etwas länger als die Ausnehmung 21 d in dem Schaft des Trägers 21 tief ist; wenn der Träger 21 innerhalb der Wandöffnung sitzt, so bildet die über den Rand des Schaftes vorstehende Fortsetzung der Scheibe eine Ergänzung der Laufrinne 29, welche das innere Ende der Kugeleinführungsöffnung überbrückt und dafür Sorge trägt, daß die Kugeln 26 an der Wandöffnung vorbeirollen.The bolt carrier 21 comprises a hexagonal head 21 a (FIG. 3) and a threaded shaft 21 b; the threaded shaft is screwed into the internal thread of the wall opening. A sealing ring 32 is pressed between the head 21 a and the shoulder surface 31. A stopper 21 c made of flexible material, for. B. made of rubber or plastic, is inserted into an axial recess 21 d of the shaft 21 b of the Versdhlußträgers 21. The sealing plug 21 c is slightly longer in the axial direction than the recess 21 d in the shaft of the carrier 21 is deep; When the carrier 21 sits inside the wall opening, the continuation of the disk protruding over the edge of the shaft forms a supplement to the running channel 29, which bridges the inner end of the ball insertion opening and ensures that the balls 26 roll past the wall opening.

Die verschiedenen Teile sind so bemessen, daß die Kugeln 26 an dem Verschlußstopfen 21 c mit ausreichendem Druck anliegen, um diesen geringfügig zu deformieren; es wird dann eine (nicht eingezeichnete) Rinne in die innere Stirnfläche des Verschlußstopfens eingedrückt; diese Rinne kann eine bleibende oder eine nur vorübergehende, je nach Eigenschaften des Werkstoffs, sein. Polytetrafluaräthylen ist wegen seiner geringen Elastizität zur Herstellung des Stopfens 21 c besonders geeignet; eine in Polytetrafluoräthylen ausgebildete Rinne zeigt nur geringe Tendenz, wieder zu verschwinden; die Kugeln rollen deshalb nach Ausbildung dieser Rinne annähernd oder völlig frei über diese Rinne hinweg, gleich als ob sie in Berührung mit den metallischen Teilen der Kugelführung stünden. Ein Schmiernippel 33 ist in den Träger 21 eiregeschraubt; dieser Schmiernippel fluchtet mit einer kleinen zentralen Bohrung 21e in den Verschlußstopfen 21 c, so daß Schmiermittel durch den Nippel 33 und die Bohrung 21 e in das Kugellager eingeführt werden kann und die Kugeln 26 geschmiert werden können.The various parts are dimensioned so that the balls 26 rest against the plug 21 c with sufficient pressure to deform it slightly; a groove (not shown) is then pressed into the inner end face of the sealing plug; this channel can be permanent or only temporary, depending on the properties of the material. Polytetrafluaräthylen is particularly suitable because of its low elasticity for the preparation of the stopper 21 c; a channel made of polytetrafluoroethylene shows little tendency to disappear again; the balls therefore roll almost or completely freely over this groove after this groove is formed, as if they were in contact with the metallic parts of the ball guide. A grease nipple 33 is screwed into the bracket 21; this grease nipple is aligned with a small central bore 21e in the plug 21c so that lubricant can be introduced into the ball bearing through the nipple 33 and the bore 21e and the balls 26 can be lubricated.

In F i g. 4 ist ein erfindungsgemäß verwandter Verschlußstopfen mit 41 bezeichnet. Stecker und Muffe sind mit 42 und 43 bezeichnet; sie sind durch Dichtungsringe 44 a und 44 b gegeneinander abgedichtet. Eine Laufrinne 46 im Stecker 42 und eine Laufrinne 47 in der Muffe 43 bilden zusammen eine Kugelführung 48 für Kugeln 52. Eine Wandöffnung 50 (s. F i g. 4) dient der Kugeleinführung. Die Wandöffnung 50 weist eine Hinterschneidung oder Ringnut 53 nächst ihrem äußeren Ende auf.In Fig. 4, a sealing plug used according to the invention is denoted by 41. The plug and socket are denoted by 42 and 43; they are sealed against each other by sealing rings 44 a and 44 b. A running channel 46 in the plug 42 and a running channel 47 in the sleeve 43 together form a ball guide 48 for balls 52. A wall opening 50 (see FIG. 4) is used to insert the balls. The wall opening 50 has an undercut or annular groove 53 next to its outer end.

Die Wandöffnung 50 ist durch den in den F i g. 4 und 5 dargestellten Verschlußstopfen 41 (F i g. 4 und 5) verschlossen; der Verschlußstopfen 41 besitzt zylindrische Form und ist aus nachgiebigem Werkstoff hergestellt. Ein ringförmiger Kopfrand 55 des Verschlußstopfens 41 greift in eine Ringnut 53 ein. In die innere Stirnfläche des Verschlußstopfens 41 ist eine im Querschnitt halbzylindrische Rinne 56 eingelassen; wenn der Verschlußstopfen 41 in Wirkstellung sitzt, so schließt sich die Rinne 56 an die Laufrinne 48 der Muffe an. Wenn eine Relativverdrehung zwischen Stecker und Muffe stattfindet, so laufen die Kugeln 52 nacheinander über die Rinne 56, die der Kugelgröße angepaßt ist.The wall opening 50 is through the in F i g. 4 and 5 shown Sealing plug 41 (FIGS. 4 and 5) closed; the plug 41 has cylindrical in shape and made of flexible material. A ring-shaped one The head edge 55 of the sealing plug 41 engages in an annular groove 53. In the inner The end face of the plug 41 is a channel with a semi-cylindrical cross section 56 let in; when the stopper 41 is in the operative position, it closes the channel 56 to the channel 48 of the sleeve. When a relative twist takes place between the plug and the socket, the balls 52 overflow one after the other the groove 56, which is adapted to the ball size.

Eine Axialbohrung 57 in dem Verschlußstopfen 41 nimmt eine kleine Metallkugel 58 auf; diese Metallkugel besitzt einen größeren Durchmesser als die Bohrung 57. Wenn die Kugel 58 in die Bohrung des Verschlußstopfens 41 eingesetzt wird, so drängt sie den Werkstoff des Verschlußstopfens nach außen, so daß sich dieser dicht an die Wandöffnung 50 anlegt und durch Reibung festgehalten wird. Der Kopfrand 55 stellt eine weitere Sicherung dar.An axial bore 57 in the plug 41 receives a small metal ball 58 ; this metal ball has a larger diameter than the bore 57. When the ball 58 is inserted into the bore of the stopper 41, it forces the material of the stopper outward so that it rests tightly against the wall opening 50 and is held in place by friction. The head edge 55 represents a further safeguard.

In den F i g. 6 bis 8 ist eine drehbare Muffenverbindung 60 als drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die drehbare Muffenverbindung umfaßt einen Stecker 62 und eine Muffe 63, die gegeneinander durch Dichtungsringe 64 a und 64 b abgedichtet sind. Der Stecker 62 weist zwei Laufrinnen 65 auf, die Muffe 63 zwei innere Laufrinnen 66. Die Laufrinnen bilden Führungen 67, 68 für Kugelkränze.In the F i g. 6 to 8, a rotatable sleeve connection 60 is shown as a third embodiment of the invention. The rotatable socket connection comprises a plug 62 and a socket 63 which are sealed against each other by sealing rings 64 a and 64 b. The plug 62 has two running grooves 65, the sleeve 63 two inner running grooves 66. The running grooves form guides 67, 68 for ball races.

Eine der Kugeleinführung dienende Wandöffnung in der Muffe ist mit 63 bezeichnet. Kugeln 70 in beiden Kugelführungen bilden zwei komplette Kugellager.A wall opening in the sleeve that serves to introduce the ball is with 63 designated. Balls 70 in both ball guides form two complete ball bearings.

Die Wandöffnung ist durch einen Verschlußstopfen 61 (F i g. 6, 7 und 8) verschlossen; der Verschlußstopfen umfaßt einen Kegelstumpf 72 aus nachgiebigem Werkstoff, der auf seiner größeren Grundfläche mit einer Stützscheibe 73 aus starrem Werkstoff, z. B. aus Metall oder hartgestelltem Polyvinylchlorid, verbunden ist. Während der Verschlußstopfen mit seiner kleineren Grundfläche an dem Durchmesser der zylindrischen Wandöffnung 79 angepaßt ist, ist die größere Grundfläche des Verschlußstopfens größer als die Wandöffnung 79. Wenn der Verschlußstopfen deshalb in die Wandöffnung eingesetzt wird, so wird er zusammengedrückt, kommt also dicht an die Seitenwandung zu liegen. In die nach den Kugeln hinweisende Stirnfläche des Verschlußstopfens sind eine Rinne 72 a und eine Rinne 72 b, beide mit halb= zylindrischem Querschnitt, eingelassen; in diesen Rinnen können die Kugeln 70 der Kugellager 67 und 68 laufen.The wall opening is closed by a plug 61 (Figs. 6, 7 and 8); the stopper comprises a truncated cone 72 made of flexible material, which is on its larger base with a support disc 73 made of rigid material, for. B. made of metal or hardened polyvinyl chloride connected. While the closure plug with its smaller base area is adapted to the diameter of the cylindrical wall opening 79, the larger base area of the closure plug is larger than the wall opening 79. If the closure plug is therefore inserted into the wall opening, it is compressed, so it comes close to the side wall to lie. A groove 72 a and a groove 72 b, both with a semi-cylindrical cross-section, are embedded in the end face of the stopper pointing towards the balls; The balls 70 of the ball bearings 67 and 68 can run in these grooves.

Der Verschlußstopfen wird in der Wandöffnung 69 durch einen Sicherungssplint 74 gehalten (F i g. 6 und 7). Der Sicherungssplint 74 ist in eine Bohrung 75 eingeführt, welche stirnseitig in die Muffe 63 eingebohrt ist und von der Stirnseite der Muffe nach der Wandöffnung 69 führt. Die Bohrung 75 setzt sich jenseits der Wandöffnung 69 als Madenbohrung 76 (F i g. 6 und 7) fort. Der Splint 74 reicht durch die Bohrung 75 hindurch und greift mit seinem Ende 74 a in die Madenbohrung 76 ein. Nach der Einführung des Splints wird dieser in seinem mittleren Abschnitt, d. h. dem im Bereich der Kugeleinführungsöffnung liegenden Abschnitt gespreizt: Die Schenkel des Splints bleiben dabei in Kontakt mit der nach oben weisenden Fläche der metallischen Stützscheibe 73. Der Splint 74 hält die Verschlußeinrichtung fest, so daß der Verschlußstopfen eine bestimmte Tiefe in der Wandöffnung 69 einnimmt.The sealing plug is in the wall opening 69 by a locking pin 74 (Figs. 6 and 7). The cotter pin 74 is inserted into a bore 75, which is drilled into the front side of the sleeve 63 and from the front side of the sleeve leads to the wall opening 69. The bore 75 continues beyond the wall opening 69 as grub hole 76 (Figs. 6 and 7). The cotter pin 74 extends through the bore 75 and engages with its end 74 a in the grub bore 76. After Introduction of the splint is this in its middle section, i. H. that in the area the section lying apart from the ball insertion opening: the legs of the split pin remain in contact with the upward-facing surface of the metallic support disc 73. The cotter pin 74 holds the closure device firmly so that the closure plug occupies a certain depth in the wall opening 69.

Claims

Claims: 1. Rotatable socket connection for pipes with provided on the circumference of the coupling plug and on the inner wall of the coupling sleeve Annular grooves that together form one or more channels for receiving through a lateral wall opening of the coupling sleeve form fillable balls, the wall opening the coupling sleeve is closed by a plug secured against twisting is, the inner end face of which forms part of the ball raceway, characterized in, that the plug (21c, 41, 61) at least at its inner end from a plastically or elastically deformable material, such as plastic or rubber, into the wall opening (50, 69) or into its holder (21d) under pretension is used.

2. Rotatable sleeve connection according to claim 1, characterized in that one or more grooves (56, 72 a, 72 b) for the balls (52, 70) are embedded in the inner end face of the plug (41, 61) in a manner known per se .

3. Rotatable sleeve connection according to claim 1 and 2, characterized in that the sealing plug (41) is cylindrical and in the unstressed state has a larger diameter than the likewise cylindrical wall opening (50) -

4th Rotatable sleeve connection according to claims 1 and 2, characterized in that the sealing plugs (61) inserted into a cylindrical wall opening (69) towards the inside Is tapered frustoconically, the diameter of the smaller Base area of the truncated cone is approximately equal to the diameter of the wall opening.

5. Rotatable sleeve connection according to claim 1 and 2, characterized in that the sealing plug (21c) is inserted under prestress into a recess of a carrier (21) inserted into the cylindrical wall opening (22). Documents considered: German Patent No. 1054 794; French Patent No. 419,321; British Patent No. 562,475; U.S. Patent Nos. 2,269,431, 2,401856, 2636637, 2,759,390, 2,805,107, 2,897,021, 2,906,548.